近些年来，伴随着机器视觉的飞速发展，基于视觉测量的技术已成为三维测量中一个重要方面，而线结构光三维测量技术以精度较高、实时性强等特点广泛应用于工业生产之中。基于线结构光的三维视觉测量技术是将激光光束投射到被测物体表面，摄像机获取激光光条的二维图像，经过一系列算法处理，并结合测量模型可以求解出激光条纹的三维信息。本文主要研究线结构光测量系统的标定、激光中心线提取、玻璃折射模型的线结构光校正以及多相机线结构光测量系统的全局标定坐标统一。测量系统的标定主要分为摄像机的标定和视觉传感器结构参数的标定两部分。摄像机标定采用经典的平面模板标定法，在视觉传感器结构参数的标定中，针对存在的获取标定点少、精度不高等不足，提出了一种基于双目立体视觉的线结构光结构参数标定算法，并对标定结果进行了评价。测量过程中，被测物体置于玻璃面板之上，激光光条经由玻璃进入到摄像机内时不可避免的会产生折射现象，从而导致测量位置产生偏差。针对此问题，建立了玻璃折射模型，通过校正求解出实际的线结构光空间位置，试验结果表明，本方法可以取得较好的校正效果，满足工程应用要求。激光中心线的提取精度直接影响着系统的最终测量精度，采用阈值化方法对激光条纹图像进行去噪处理，结合极值法以及加权平方的灰度重心法对激光光条进行了中心线的提取，可获取到较为精确的光条中心亚像素坐标。为了获取完整的三维物体，以鞋楦为测量对象，搭建了多视觉测量系统，研究了基于公共平面模板的全局标定算法，完成了局部测量系统与全局坐标系统的融合，试验结果表明，本文提出的方法可以快速、准确地获取被测物体的表面三维信息，单组测量的RMS误差不大于0.08mm，全局坐标系下的标准误差为0.199mm，满足实际生产对鞋楦测量精度的需求。