三维形体(自由曲面)三维测量与重构技术在反求工程、虚拟现实等领域都有广泛的应用，而双目立体视觉原理则可运用于自由曲面的三维测量。本文在全面考察和比较了三维形体测量的多种测量技术的基础上，深入研究了双目立体视觉的透视学原理，提出了基于灭点标定的双目立体视觉三维测量技术和方法，构建了一套结构简单，测量精度高，便于携带且成本低廉的三维视觉测量系统。该系统可以实现自由曲面的非接触，快速测量。　　对于基于灭点原理的系统光学参数标定，利用立方体块作为标定物，采用了基于小波的变尺度的角点提取方法来提取立方块的顶点，提出了最优化方法和自适应迭代方法实现了图像的非线性和亚像素标定，使得系统精度大大提高。　　为了改变由于物体缺乏表面的图像特征而导致的图像立体匹配效果不理想的状况，采用光学液晶投影仪投射阵列光斑图案到被测物体的表面，以获得比较均匀细密的图像特征点。针对光斑图像的立体匹配(对应点匹配)提出了基于大小点匹配及基于距离和方向约束的两种匹配方法，实验证明这两种方法都能有效地实现图像的立体匹配；基于大小点的匹配方法要先对大点进行自动辨别和编码，然后对相邻大点构成的四边形扩展区域内的小点进行匹配编码，而基于基于距离和方向约束的匹配方法，不需区分大小点，直接根据几何形状特征约束来进行编码，实现每个点对应唯一一个编码，使匹配过程更为简单。　　由于光线的方向性，测量过程中，存在三维物体的某些区域是视觉死区的情况，很难在一次测量中实现整个物体表面形状的数字化测量，需经过多次移动旋转来实现对物体不同部位的测量，因此要对多次测量的获得的三维数据进行三维拼接。采用向物体贴圆点标签的方法和最近点迭代(ICP)法来实现多次测量数据坐标系的统一；在两片点云的融合过程中，为实现拼接重叠区域的平滑过度并消除冗余点，提出了基于内点系数方法加权计算方法，根据两片拼接点云重叠区域点的内点系数确定其权值。对石膏像全貌进行了拼接实验，取得了良好的效果。