本文提出了一种基于双半圆标靶和旋转线激光的实时标定实时测量的物体表面三维重建方法,使得结构光测量装置不再依赖于旋转平台或水平位移台即可获得被测物体表面完整的三维信息。本文最后将该三维重建方法应用到四轮定位参数的估计上,使得无须在车轮上手动加装标定靶即可完成四轮定位参数的计算,大大提升了四轮定位的时效性和便捷性。本文首先研究了摄像机标定理论,并探讨了使用一种半圆标靶进行相机参数标定的方案。接着研究了激光条纹中心线提取的方法,发现常规骨骼化的方法无法准确提取被投射到强漫反射表面的激光条纹的中心线,在研究了模糊距离变换理论后,本文提出了一种基于模糊距离变换与骨架剪枝的激光条纹中心线提取方法,对提取受到强漫反射干扰的激光条纹中心线具有良好的效果。接着研究了结构光测量装置中的参数标定问题,重点研究了由单摄像机和一字线激光构成的结构光测量装置的标定原理。在研究使用该类装置进行三维重建的方法之后,提出了一种基于双半圆标靶和旋转线激光实时标定结构光平面参数和实时测量物体表面三维信息的重建方法,使得不需要依赖外置的旋转平台或水平位移台即可获得物体表面三维重建信息。本文采用该方法对一塑料模特进行了表面扫描,取得了良好的重建结果。接着研究了车辆四轮定位的基本方法和四轮定位各参数的定义。提出了一种使用上述双半圆标靶和旋转线激光组成的三维扫描测量装置对车轮进行四轮定位参数估计的方法。该方法首先用扫描装置获得各车轮的点云,再将所有点云融合建立新的四轮定位坐标系,最后计算出各车轮定位参数。本文最后展示了研究内容中的各种方法的实验结果及分析,实验结果表明本文提出的方法真实有效,能获得较好的三维重建结果和四轮定位参数。