线结构光测量作为一种重要的形貌测量技术,在科研和工业生产中具有广泛的应用前景。现代工业技术的高速发展对测量技术提出了高速度、高精度、低成本、智能化等一系列要求,尤其在提高测量精度方面是最为关键的环节。目前线结构光测量精度可以满足部分工业需求,但是对有严格公差要求的零件检测仍不能满足其测量需求。影响线结构光测量精度的误差来自多个方面,进一步减小测量误差是目前研究的主要问题。针对上述问题,首先通过空间投影关系,建立空间三维坐标系推导了从像方坐标到空间被测物体的坐标转换模型。并以具体线结构光测量仪器参数仿真研究了测量时的最佳结构参数,给出了测量精度说明。为了保证尽可能大的景深和获得高质量图像,采用Scheimpflug原理来设计光路,以其补充的铰链定律来调整失焦情况,从而修正误差,使得光路总是满足Scheimpflug条件。在线结构光测量中,它的误差可能来自于机械系统误差、光学系统误差、实验标定误差、图像处理误差等各方面。本文着重于几何光学误差,将测量模型与Scheimpflug原理结合起来研究了薄透镜和厚透镜下不满足于恒聚焦条件的各种情况,并给予了不同情况下的误差仿真变化范围和趋势,最后对所有情况进行了归纳和系统说明。最后根据理论分析,设计了一套线结构光测量系统,完成了系统结构参数标定、图像处理和光条中心提取,以实际的圆柱和正六边形柱作为被测物体,以本文给出的方法通过拍摄所得图像计算拟合出圆柱直径与正六边形柱某个角的角度。最后通过多组重复性试验验证了本文理论的正确性与可行性。