逆向工程是当代先进制造技术的重要组成部分,在吸收国内外的先进制造技术、缩短产品的开发周期以及降低生产成本等方面发挥着重大的作用。本文将接触式测量和非接触式测量这两种方法有机结合,研发出一种新型的便携式光笔三维坐标视觉测量系统。该系统比柔性便携式测量系统简单可靠,又可以消除非接触式测量时的测量死角,同时还具有体积小、重量轻、测量范围大、使用灵活方便、工作效率高、便于携带及现场使用等突出优点。　　本文首先提出便携式光笔视觉测量系统的测量原理,该系统主要由光笔部件、摄像机、专用标定块以及一台装有图像采集卡和测量软件的电脑所组成。光笔上至少装有3至4个标志点和一个带球形笔尖的测头,通过本文提出的自标定算法用以确定测头中心与标志点的位置关系。测量时,笔尖测头接触被测表面,摄像机拍摄光笔部件上标志点的像,由计算机进行图像处理,根据本文提出的测量算法计算出笔尖测头中心点的三维坐标。实验表明该系统能够完成相关特征曲面的测量,测量数据完整可靠。　　其次,本文重点对系统图像的数据处理进行了相关研究。对原始图像的处理和目标特征点轮廓及其中心像面坐标的提取是影响系统测量稳定性和测量精度的重要因素。本文提出基于亚像素边缘提取及椭圆拟合方法,用于精确提取特征点圆心。实际结果证明该方法是稳定可靠的。　　光笔测量系统得到的最终数据为点云数据,需要在Geomagic Studio中进行数字重构处理。本文基于Geomagic Studio平台开发相关插件,用于控制光笔测量系统,将数字的采样与重构技术进行无缝的结合,提高了测量效率。