迄今为止,光学三维轮廓测量技术已经历了长足的发展。然而仍然存在许多亟待解决的问题,如测量系统整体精度较低、测量形面过于简单、单目视觉系统视场存在盲区等,现有的测量方法无法针对一些复杂的轮廓面进行测量。针对以上的问题,本论文提出了一种基于线结构光双目机器视觉系统原理的复杂结构轮廓三维测量方法。复杂形面涵盖了很大的轮廓范围,除去平面、规则的弧面、角度平缓的棱面等可预知的规则形面,很多情况下存在台阶、尖劈等复杂的几何形状。线形激光器光刀照射于上述复杂表面时,将出现很多不可预知的现象,例如若光刀面平行于台阶类形面时将被上下台阶一分为二,此时获得的图像将无法还原台阶的真实形貌。因此在研究复杂结构轮廓三维测量时,通过传感器采集到的画面经过惯常的方式处理分析图像无法满足三维形貌的测量和重建,需要寻找其他解决方案与图像处理算法。本文在复杂结构轮廓测量系统的结构设计基础上完成了测量系统硬件部分的设计以及软件方面的编写与调试。首先,分析了线结构光法复杂结构轮廓深度信息采集技术的原理,研究了相机定标技术。其次,研究了轮廓测量原理的关键技术如复杂结构轮廓光带的预处理、轮廓数据获取算法,介绍了实验室已成熟的图像预处理算法,并在软件中使用算法对复杂结构轮廓光带进行滤波与二值化处理;讨论了几种常用的光条中心提取方法并提出了一种用Zhang快速并行细化算法进行快速细化的方法。针对双目视觉系统视场不足的问题,提出了基于NURBS曲线连接算法,提高了系统测量精度。文中针对一些特殊类型轮廓的判断与处理进行了研究。对于台阶形轮廓,激光线宽无法做到理想的无限窄,因此光带容易遭到台阶的“切分”,针对这个问题,提出了一种通过台阶上下轮廓还原台阶截面轮廓的方法。最后,通过测量系统硬件的搭建与软件的编写阐述了整个复杂结构轮廓测量系统的工作流程与原理,并对测量系统实验结果进行分析与总结。