在光学测量领域,物体表面三维测量技术占据了重要的地位,该项技术已经被应用于古董研究、物体识别、产品缺陷检测、虚拟现实以及医学诊断等诸多领域。线结构光测量结果具备较高的测量精度,不过细节表现不够清晰。而光度立体测量结果能够很好地表现出物体表面的细节,不过测量误差较大。为了将线结构光测量所具备的高精度与光度立体测量所具备的高分辨率、良好的平滑性与连续性相结合,本文提出了一种复杂表面线结构光与光度立体的协同测量方法,所获得的协同测量结果既能保证宏观尺寸的测量精度,又能提高细节表现的精细程度。本研究的主要工作内容以及创新点如下:（1）介绍了光度立体算法的基本原理以及激光三角原理,完成了线结构光与光度立体协同测量系统的搭建以及系统硬件选型。（2）实现了对线结构光传感器的标定与线激光平面标定,完成了运动坐标系的构建以及像素坐标到运动坐标的转换。（3）实现了对光源方向的标定,完成了对光照模型的构建、表面法向量计算以及深度值求取,并利用平均表面法向量优化了传统物体表面法向量。求取了多组待测物体表面法向量的平均值并对其中的低频有效信息予以运用,以此优化传统光度立体测量中表面法向量存在的低频偏差,设计实验验证了优化后测量结果的平面区域明显要比优化前更平整。（4）提出了一种基于二维小波多尺度变换的点云融合方法。利用二维小波分别对线结构光与光度立体测量结果进行多尺度分解来获得对应的低频信息以及高频信息,给出了二维小波多尺度分解的选择依据,利用二维小波将选择的线结构光低频信息与光度立体高频信息进行多尺度重构完成点云信息融合。