反求工程作为一种新型的设计方法,在吸收国内外的先进制造技术、缩短产品的开发周期等方面发挥着重大的作用。柔性测量臂融合了接触式测量和激光扫描两种测量方法的优点,带来了一种全新的产品设计、制造及三维尺寸测量模式,具有很好的科研价值和市场前景。本文在前人工作的基础上,对新开发的柔性测量臂的图像处理模块系统及测量系统的精度控制进行了一系列研究。提取图像中的有用信息是系统软件的关键任务之一,激光扫描头的参数标定和三维数据匹配这两个过程都以CCD采集的数字图像为信息源。本文围绕如何提高获取图像的质量,详细论述图像处理的算法以及采集数据三维重构的原理,在图像处理这一章中详细论述了小波变换理论并在程序中实现了基于小波变换的图像滤波算法,很好地解决了环境噪声对测量精度的影响。影响图像采集质量有很多种因素,在本文中建立了线结构光扫描三角法的数学模型,以此为基础讨论了测量数据获取过程中,扫描头的结构参数和CCD摄像的性能参数对测量结果的影响,并分别提出了选择标准,为硬件结构的设计及测量方案的优化提供了针对性很强的参考。作为系统的一个重要环节,本文重点研究了扫描头的位置控制策略,讨论了激光平面相对于被测曲面的垂直度及景深自动报警控制方案。针对其误差来源建立了数学模型并作了详细的讨论对比,并提出了实时控制方案。