随着科学技术与生产工艺的快速发展,微小型化技术经过多年的研发,已经成为许多学科的前沿领域,在精密机械、电子、光学等领域有着广泛的应用前景。微型机械的使用日渐广泛,微小零件几何尺寸和缺陷的精确检测是保证微小产品质量的关键环节,微小零件尺寸检测技术的提高具有重要的意义。正是因为微小零件的尺寸微小、表面不宜接触等特点,对高精度的检测技术具有更大难度。本文分析了基于激光三角法的单线激光扫描测量技术,并对相关技术进行深入研究。完成对测量系统的研制,实现对待测表面的高精度三维重构。基于激光三角测量原理,以线激光光源为基础,建立三维测量系统数学模型,实现对物体微表面的三维面型检测与重构。在测量系统数学模型建立过程中,为了提高系统测量精度,本文对影响测量精度的因素进行分析,对比了激光光源垂直入射和斜式入射两种投射方式的优缺点,分析了不同的系统结构对测量精度的影响,并研究了相机内部参数标定和光平面方程参数标定精度以及镜头的景深等因素对测量结果的影响,优化系统结构,为提高系统测量精度提供理论支持。在相机内部参数标定过程中,结合Tsai相机标定方法。首先利用Halcon标定板,根据特征点移动的方法求解相机主点坐标,结合Tsai两步法求解其余的相机内参;对于激光扫描系统的结构参数标定,提出了一套简单可行的系统结构参数标定方案。分步标定测量系统的结构参数,达到标定光平面方程的目的。激光条纹中心的定位精度直接影响测量结果,为了提高测量效率和条纹中心定位精度,对条纹数据进行分析,分离激光条纹图像背景,将二维的条纹图像转换成一维数据,利用高斯卷积求和的方法确定条纹中心,经过Matlab仿真实验证明,添加高斯噪声方差小于0.4时,定位精度RMS小于0.2个像素,可以满足测量的需要。经过对5mm标准块的测量,本系统距离定位精度可以达到40μm,X、Y方向定位精度优于25μm,具有较高的检测精度。通过对物体的多次扫描,得到多组三维点云数据,通过滤波的方法去除无效点,将多组数据转换到同一坐标系中,通过数据融合实现点云数据的拼接等操作,完成对待测面的高精度三维重构。