基于激光三角法原理的线结构光视觉主动测量，具有结构简单、测量速度快、非接触、精度较高、柔性好且成本低等优点，在反求工程、在线检测、定位导航等领域有着广泛的应用前景。 本文针对线结构光视觉测量系统的精度保证技术在理论与实验上进行了系统研究，主要研究内容与已取得的成果如下： 1、基于透视原理，建立了线结构光视觉传感器测量模型与误差分析模型，分析了各参数对传感器测量精度的影响；给出了传感器设计方法与流程，建立了传感器设计优化方程，可为传感器的设计提供指导。 2、提出了一种线结构光条纹图像中心全分辨率精确提取方法。传统条纹中心提取的分辨率等于行或列像素的固定像素分辨率。本文根据条纹在图像中的分布特征，从行与列方向动态提取条纹全分辨率中心，提高了被测量物体表面曲率变化较大区域条纹中心提取的有效点。在条纹中心提取的精度方面，首先应用阀值法提取条纹中心作为初值，然后由初值域图像的灰度梯度计算出条纹的法向，最后沿条纹的法向应用灰度重心法确定条纹的精确中心。方法提高了条纹中心有效点的提取数量与精度，运算时间满足在线测量要求。 3、线结构光视觉传感器参数标定可分为基于摄像机标定的两步法标定与传感器的直接标定方法。1）基于2D标定物角点亚像素精确提取的基础上，提出了基于凸包算法的角点自动识别与匹配算法，实现了摄像机与传感器的自动标定；2）在摄像机二阶畸变模型的基础上，推导了并建立了传感器基于多项式拟合的直接标定模型；3）设计建立了统一的标定实验平台，在平台上获取激光面上一系列标定点的物像坐标，分别实现了单平面标定方法，基于BP神经网络标定方法、基于多项式拟合标定方法和基于交比不变原理标定方法等直接标定方法的算法与实验，对比与分析了各标定方法的标定精度、标定条件等，为传感器的精确标定奠定了理论与实验基础。 4、提出了一种基于标准球约束的线结构光视觉测量系统的外参数或手眼矩阵的精确标定方法。以测量系统中固定测量点为约束，建立了系统的标定方程，将传感器测量坐标建于激光面上，以标准球为标定靶标，以球心为标定点，通过改变测量平台位置或姿态，以测量平台坐标与球心在传感器测量坐标系中的坐标为求解标定方程的“共扼对”，实现了测量系统的外参数或手眼矩阵的精确标定。方法既适用于基于直角坐标系的数控测量平台，也适合于非正交系机械臂测量平台。 5、研制开发了基于数控平台的桌面式线结构光视觉测量系统与基于六自由度测量臂的柔性线结构光视觉测量系统，为产业化奠定了理论与实验基础。