管路在航空、航天、汽车等工业领域的复杂机电产品中广泛应用，其可靠安装直接影响产品质量。管路测量是保证管路加工质量、实现无应力装配和可靠安装的最直接有效的手段之一。随着复杂机电产品向小型化、轻量化、结构一体化方向发展，产品的填充密度越来越大，管路空间形态越来越复杂，其测量难度也越来越大，传统的管路测量方法已经无法满足工程需求。论文针对管路非接触快速准确测量难题，对基于多目视觉的管路数字化测量方法的基本原理和实现技术进行了深入研究，研制了原型系统，并进行了应用验证。论文的主要研究成果如下：（1）研究了基于多目视觉的管路数字化测量系统框架和相机标定方法。提出了一种基于多目视觉的管路数字化测量方法和系统，制定了管路管件测量与重建流程、管路接头测量与重建流程及测量系统技术体系；分析了相机成像模型及多目视觉原理；通过对棋盘格和圆点两种标定板的差异分析和标定实验，给出了基于分组的测量系统相机标定方法。（2）通过分析管路特点，提出了一种基于中心线匹配和拼接的管路管件测量和重建方法。分析了NURBS曲线的透视不变性，并给出了管路中心线与特征点的提取方法和以NURBS曲线作为描述工具和匹配基元的管路中心线匹配重建方法；针对大尺寸多分支的管路管件，给出了管路中心线的精确拼接方法，实现了管路管件的精确快速测量和三维重建。（3）对管路接头测量和重建方法的难点进行了分析，提出了一种基于形状特征的管路接头测量和重建方法。以形状特征作为匹配特征，基于接头的设计CAD模型，将接头的轮廓模型投影到多个方位的虚拟相机视点获得二维投影图像，经过金字塔结构分层，建立了形状特征图库，并与接头实物的边缘图像进行模板匹配；推导了管路接头的空间位姿参数的计算公式，实现了管路接头的精确快速测量和三维重建。（4）研究了管路多目测量系统误差分析和建模方法。从基于多目视觉的管路数字化测量流程出发，建立了测量系统误差传递模型；分析了标定点数量、大小、标定图像数量以及图像噪声对标定精度的影响，给出了保证标定精度的较佳标定方案；推导了匹配和重建误差的理论计算公式，提出并建立了基于标定参数扰动的测量系统误差模型，给出了提高系统测量精度的方法；以此模型进行了仿真实验，分析了中心线提取误差、图像极线校正误差和重建误差的影响因素；验证了所建立的测量系统误差模型的有效性。（5）基于研究成果，结合企业需求，研发了管路多目测量系统。在研发的管路多目测量系统中进行了管路的测量和三维重建应用，验证了论文提出的管路管件、接头测量和重建方法的可行性。经过应用验证，该系统提高了管路测量和重建的效率，满足精度要求，具有工程应用价值。