激光扫描投影技术能够基于零部件的CAD数模在待装配的准确位置处投影出清晰明亮的外形轮廓线框,从而辅助工人完成零部件的智能装配和制造,提高装配精度和工作效率。其中激光扫描投影系统的“标定”,即激光扫描投影仪坐标系与被投影物体坐标系的转换和统一是该系统的技术关键。如果“标定”不准确,将导致投影出轮廓线框图形的位置不准确,就无法满足先进制造场景下的精准定位与装配操作要求。而现有激光扫描投影系统的标定技术通常需要人工使用遥控器、鼠标和键盘等辅助装置,将激光光束手动引导至合作目标的中心位置附近,再对合作目标的中心位置附近区域进行反馈光强扫描探测等,方能提取出合作目标的中心位置,进而才能实现精准的坐标关系转换。该“标定”过程操作复杂,消耗时间长,适用性差。而更严重的是,一旦激光扫描投影系统与被投影物体间相对位姿关系发生改变,必须重新再进行上述“标定”操作,严重影响了激光扫描投影系统的可靠性和现场实用性。为解决现有激光扫描投影系统中需要“手动引导”才能实现合作目标中心位置搜索和扫描标定的问题,本文研究了融合单目摄影测量的自主扫描激光投影技术,预期能够实现激光扫描投影系统对多个合作目标的自动搜索和扫描,能够监测被投影物体与激光扫描投影系统间位姿关系的变动,提高激光扫描投影仪现场使用的可靠性。本文主要完成的工作如下:（1）基于现有的激光扫描投影技术中多坐标转换和统一的技术研究,设计了融合单目摄影测量的自主扫描激光投影系统,建立了融合单目摄影测量的自主扫描激光投影系统的数学模型,提出了融合单目视觉的自主扫描激光投影标定方法。（2）为解算工业相机、被投影物体和激光扫描投影仪三者间坐标关系转换,研究了粒子群算法求解多坐标系的转换关系,并设计了相关仿真实验,证明了融合单目视觉的自主扫描激光投影标定方法的可行性与正确性。同时还针对工业相机的旋转角度和移动距离等因素,对所研究自主扫描方法的解算精度进行分析和研究,得出符合实际现场应用的相机旋转角度和移动距离等最优值。（3）针对工业相机内参数标定精度影响坐标转换关系解算准确度的问题,研究了基于遗传算法的相机内参数标定和优化方法。该方法将张正友标定法获得的相机内参数作为初始值,再采用遗传算法对已得到的相机内参数进行优化,然后分别求解出张正友标定法和基于遗传算法的相机内参数标定和优化方法的重投影误差和平均误差,并比较两种标定方法的误差值,得出了所研究方法能够得到更高精度内参数的结论,为合作目标圆心坐标值从像素坐标系转换到成像坐标系提供了计算基础。同时,还研究了合作目标的圆心提取方法,并分别依据张正友标定法和基于遗传算法的相机内参数标定和优化方法解算得出的相机内参数求解合作目标的圆心位置,结果表明基于遗传算法的相机内参数标定和优化方法能够求解出准确度更高的合作目标圆心位置坐标。（4）基于上述所研究的技术与方法,搭建了融合单目摄影测量的自主扫描激光投影系统,并采用该系统对被投影物体上的合作目标进行位置自动搜索和自动扫描。同时采用所研究的方法进行被投影物体和激光扫描投影系统间的坐标转换标定实验。实验结果表明:融合单目视觉的自主扫描激光投影标定方法能够实现对合作目标的搜索和扫描,证明了所研究的自主扫描方法具有实际可行性和可操作性,同时融合单目摄影测量的自主扫描激光投影系统能够满足投影系统的精度要求,能够投影出精度良好的工件模型。