随着基于机器视觉的三维轮廓测量技术的快速发展,其在航空航天、生物医学工程、逆向工程等众多领域的应用也越来越广泛。论文对便携式激光三维轮廓测量技术进行了深入研究,主要包括测量系统标定技术、双目图像立体匹配技术、三维数据自动拼合技术等,并自主研发了便携式变尺度激光三维轮廓测量原型样机。主要研究内容和成果如下:(1)针对便携式激光三维轮廓测量系统,采用了一种单目视觉和双目视觉相结合的测量模型,该模型能够保证在测量时设备能够自由移动,在测量复杂轮廓目标物体时有较高的效率。(2)提出一种基于自适应梯度阈值和Harris角点跟踪的交叉激光精确提取算法。该算法可完成交叉激光线的自适应分割,完成交叉激光的重建。(3)为提高双目立体视觉测量图像精确匹配的稳定性,提出一种基于特征点能量的鲁棒匹配新算法,有效降低了误匹配率和误剔除率,从而满足多视角测量数据拼合过程中严格限制误匹配率的要求。(4)提出一种用于三维轮廓测量拼接的标志点高速、高稳定匹配算法,有效解决了传统方法普遍存在的匹配歧义性问题。实验统计数据表明,两视角间匹配时间平均小于2ms,正确率接近100%,满足多视角实时三维轮廓测量的应用需求。(5)针对中大型目标物体测量,在变尺度测量模型基础上,利用单个数码相机快速构建全局坐标系,实验证明该方法能有效减小测量中大型目标物体时的误差。在上述研究工作的基础上,设计了系统架构和各功能模块,开发了基于双目视觉和单目视觉的便携式变尺度激光三维轮廓测量原型样机,实现了系统标定、立体匹配、三维拼接、交叉激光重建等功能,并得到了实验验证。