三维测量技术已成为现代测试技术中一个重要的研究领域。SFS(Shape FromSilhouette)是被动式3D测量方法,即为视觉测量技术,具有非接触式测量的优点:测量速度快,软工件、薄工件、不可接触的高精密工件可直接测量等。近些年来,越来越受到人们的重视。本文以SFS三维测量技术为主线,提出了一种将SFS技术应用在三坐标机上的新方法,构建了一套自动的视觉测量硬件系统;采用MATLAB和VC混合编程,完成了视觉测量软件系统;采用所搭建的视觉测量系统对物体进行三维测量,通过采集图像、提取轮廓、应用SFS技术完成对物体的三维重构,完整地获得了物体的三维模型。本文的主要特色及创新点如下:1、提出了一种将SFS技术应用在三坐标机上的新方法,即采用单个固定CMOS摄像机获取图像,用坐标机作移动平台,构建了一套自动的视觉测量硬件系统。构建的视觉测量系统扩展了三坐标机功能,扩大了其应用范围。2、自行设计视觉测量系统的软件。采集图像后,用软件自动处理,经图像处理,提取物体轮廓,进行空间雕刻,最后自动完成物体的三维模型重构。3、采用最大方差自动取阈算法自动获取阈值进行图像的轮廓提取。4、采用MATLAB和VC混合编程,充分利用了MATLAB在图像处理上的优势和VC在界面设计上的优势。本文的主要内容如下:1、研究了摄像机数学模型和标定技术。2、在实验室条件下建立一套基于SFS技术的3D测量系统,建立了系统的数学模型,并利用该实验系统对物体进行测量。3、研究图像处理算法,建立物体的体元表示,采用八叉树结构进行逐级细化,准确获取了物体的轮廓数据。4、编写程序,完成了视觉测量软件系统。5、对构建的3D测量系统进行精度标定;并采用该系统进行测量实验。