现有的面向现场装配与检测的工业测量设备如激光跟踪仪、室内GPS等在船舶制造、航空航天等一些特定的测量环境下,比如在空间受限的船体舱段内部存在便携性较差,灵活性受到极大的限制等问题,此外测量人员和测量设备一般是分离的,测量信息的获取不具备实时性,降低了测量任务的交互性和测量效率。对此论文从改进测量工装入手,提出融入式人机环境交互定位测量的方案,使测量人员能快速融入到现场测量环境中,并具有一定的便携性和灵活性,操作简单,隐蔽点测量能力较强。本文主要针对融入式测量中的测量和定位两部分的技术需求,设计了手持式测靶和单目视觉结合的局部测量系统,配合测量头盔构成融入式测量系统,从系统的整体设计、测量定位原理及标定原理等方面进行了分析论证,最后搭建了实验平台验证了测量方案的可行性和有效性,实验结果表明,其测量精度和重复性精度能够满足特定的分段内部空间下测量场景对融入式测量系统的精度需求。本文的主要研究工作安排如下:（1）针对现有的测量仪器在一些大型装配检测现场测量过程中测量灵活性和人机交互性较差的问题设计了一套包含手持式测靶和测量头盔的融入式测量系统,介绍了系统的整体构成和设计思路,构建了系统的测量模型。（2）完成了手持式测靶的结构设计,软硬件交互设计,光学特征点的选型和空间布局设计,通过带阈值的高斯曲面拟合法进行特征中心精确提取,并利用所设计的空间布局实现特征点匹配,通过线性法和非线性迭代优化结合求解位姿得到局部测量信息,实现了基于手持式测靶的单目视觉局部测量方法。（3）针对测靶测头的标定容易受到噪声的影响,在最小二乘法的基础上对传统标定算法进行了改进,提高了标定精度。研究了影响局部测量系统z轴精度的因素,通过设计实验分析结果证明了非共面情况下特征点前后两端面间距离影响z轴方向的测量精度和稳定性。（4）设计了可用于现场全局控制场建立的两用式控制板,对多相机系统的全局定位原理进行了分析,通过定位相机拍摄控制板上的红外LED,基于LM算法迭代优化求解位姿,并配合最近邻动态匹配算法,实现基于三维立体控制场的全局定位方法。（5）在实验室环境下使用V-STARS建立三维控制场,搭建了实验平台模拟实际测量过程中人戴头盔改变位姿进行测量任务的场景,利用激光跟踪仪配合T-probe完成了测量系统的精度验证。