科技的进步离不开高精度工具、仪器的配合,部分器件在制造时可能存在制作不达标的问题,或有的设备在使用一段时间后出现磨损、变形,为能够更好更安全的使用这些设备需要对其进行测量。线结构光三维测量技术有着非接触、精度高等优点,在各领域有着广泛应用,因此对线结构光测量技术的研究也尤为重要。目前线结构光三维测量的扫描方式在测量不便移动的物体内壁时有一定局限性,本文提出自旋转式线结构光三维测量系统,可以通过对线结构光测量装置的运动实现对不便移动物体的测量,同时由于可以大角度旋转,测量范围增大。本文研究的主要内容如下:1.通过对目前常见的线结构光三维测量扫描方式的比较,提出一种自旋转式线结构光三维测量方法,该方法结构简单、直观,易于搭建自旋转式线结构光三维测量装置,将线结构光轮廓测量装置与转台结合即可实现大角度的旋转扫描。2.研究了线结构光测量技术,包括相机标定、光条中心线提取和激光平面标定,并实现了线结构光轮廓测量。通过对常见的激光光条中心线提取方法的比较,选择了精度较高的Steger法提取中心线。通过棋盘平面靶标实现光平面的标定,并且在原有激光平面标定方法基础上进行改进,对相机标定图像和对应的有激光光条的图像法分两次拍摄,确保激光光条不对相机标定造成干扰。最后进行线结构光轮廓测量实验,通过对厚度和高度的测量,得到测量误差在0.5%以内。3.将线结构光测量装置与转台结合,基于自旋转式线结构光三维测量系统建立了测量数据从线结构光轮廓测量仪坐标系到转台坐标系的转换关系,并提出一种基于多平面约束的方法标定了旋转中心位置参数。通过旋转测量不同位置的平面靶标,使得坐标转换后测量点云平面的平面度最好的参数即为旋转中心标定结果。解决了不便通过安装位置精确得到旋转中心位置参数的问题,减少了旋转对测量带来的误差。4.根据文中研究内容,搭建了两个自旋转式线结构光三维测量装置测量不同物体,实现大角度扫描测量,得到测量误差分别在0.7%、0.5%以内。验证了自旋转式线结构光测量系统的可行性和实用性。