发动机作为船舶重要的核心部件,其锻件的质量与制造水平决定着发动机的可靠性以及寿命。对锻件的形貌、尺寸进行高效、准确的三维数字化测量,对提高锻件的锻造质量和加工效率具有十分重要的意义,因此本文设计和搭建了线结构光视觉三维测量实验平台,对锻件的形貌和尺寸进行测量。大型船舶发动机锻件在线结构光视觉测量中,光条中心提取是其关键技术,直接影响到测量精度。本文采用一种基于改进的灰度重心提取算法,经系统标定后重建出锻件的形貌,对锻件的各关键尺寸进行了测量。通过实验表明,改进后的灰度重心提取算法精度得到较大提高,测量精度也随之得到提高。具体工作如下:（1）在线结构光视觉测量中,由于线激光质量和锻件表面粗糙度等复杂情况的影响,令光条中心提取效果不佳导致三维测量结果不精确,所以本文提出了一种基于改进灰度重心法的提取算法。首先对图像进行预处理,并提取出光条骨架作为初始中心点,然后使用方向模板法确定初始中心点的法向,最后采用自适应宽度的加权灰度重心法对法向位置的初始中心点进行二次提取。实现了对投射在锻件表面光条中心的准确提取,得到了光条中心的亚像素坐标。通过与传统中心提取算法的对比实验表明,改进后算法的精度和效率都得到了较大的提高。（2）研究并完成了相机、线结构光以及手眼关系的标定。基于张正友的综合多畸变迭代标定方法,求取出了相机的内外参数和畸变系数;建立了一种基于相机透视模型的线结构光标定方法,通过提高特征点提取精度和增加特征点数量来提高拟合光平面的精度。经试验验证,该方法的精度和鲁棒性都得到了较大的提高;通过建立基于单点约束的手眼模型,实现了机械臂的手眼标定。经过系统标定,得到了测量模型中的各项参数。（3）研究了多视角三维点云的降噪、稀疏化等预处理方法,采用基于标志点拼接技术结合最小二乘法实现不同视场下点云的拼接。最后,基于VS2015+Qt设计开发了三维视觉扫描测量系统,实现了各功能的软件集成。通过对不同视角下锻件表面的点云进行预处理和拼接,得到了锻件整体的点云模型,进而完成锻件三维测量实验。结果表明,本系统可以较好地获取锻件的三维点云以及各关键尺寸信息。