大型构件是飞机、火箭等高端装备的关键结构件,其高质量装配是保障高端装备服役性能的重要环节。目前,国内外的相关企业已广泛采用数字化测量技术,实现大型构件装配质量的监测。面向零部件面形的三维测量作为数字化测量的核心环节,可快速地实现产品几何形貌点云的获取,为分析产品气动外形与理论模型的偏差提供数据支撑。视觉测量以其高精、高效、非接触等优势,在航空航天数字化测量等领域得到广泛应用。本文采用结合线激光与标志点辅助特征的双目视觉方法,对大型构件形面进行测量,针对现场测量过程中的图像特征提取与多视数据拼接方法展开了深入研究,主要研究内容如下:(1)针对现场环境下复杂光照、多源干扰等因素造成扫描特征光条亮度不均难以准确、完整提取的问题,提出了一种复杂背景干扰下非均匀光条的自适应提取方法。基于结合二次扫描框架的CNN网络与非特征滤除准则准确定位光条特征区域,在此基础上,采用分区域K-means算法对光条特征进行准确分割。实验结果表明:该方法可有效提取复杂环境背景下的非均匀光条特征,以SSIM、MSE和IoU作为评价指标,其提取效果优于GLGM、Otsu、Graph-Cuts和FCN等现有方法。(2)虑及复杂现场环境下标志点特征提取精度低的问题,对视觉系统的辅助光源进行了设计,并对标志点特征提取算法进行了详细分析。此外,针对左右图像中非公共标志点干扰标志点匹配的问题,提出了一种基于双向极线约束的标志点匹配方法,实验结果表明:该方法可有效剔除非公共点,实现标志点的精准匹配。(3)为提高大型零构件拼接测量的精度和稳定性,对拼接测量的各环节进行了分析。介绍了本文基于辅助标志点的拼接测量方案,详细分析了不同测量视角间的坐标转换矩阵求解方法,并在此基础上提出了异常点剔除方法。对相机标定、公共标志点数目及布局等拼接测量精度的影响因素进行分析,并提出了相应的误差控制方法。(4)搭建视觉测量系统,基于C++/Qt对图像处理软件进行开发设计,并对光条特征提取与拼接测量方法进行了实验验证。实验结果表明:本文方法能实现复杂环境下非均匀光条特征的有效提取,拼接测量的平均误差为0.056mm。在实验室对大型复材结构件进行了全局拼接测量实验,验证了本文方法的有效性。