根据测量时与被测物体接触，自由曲面测量方法可分为两类（图1）：①接触式测量方法。主要包括三坐标测量机、探针式表面轮廓仪，通过硬质探针扫描实现对被测物体三维形貌的测量。由于自由曲面的复杂性，采用该方法关键在于采样策略和测量路径的规划。接触式测量方法的优势在于测量精度高、能达到微米级别，其缺点存在划伤被测物体表面的风险，因此不能对表面完整性要求较高或者柔软曲面进行测量。由于是扫描式测量方式，其测量效率较低。②非接触式测量方法。包括单目立体视觉法、双目立体视觉法、多目立体视觉法、激光三角法、条纹投影法、光刀法、莫尔偏折法等。由于测量时不需要与被测物体接触，因此非接触式测量方法最大的优势在于可以实现无损测量；其次，大多数非接触式测量方法属于场测量方式，一次测量可以实现对被测物体的整个或者某个区域测量，因此测量效率相对较高，能满足实时性测量需求。

图1 自由曲面测量方法

自由曲面测量方法系统性能的评价参数主要包括测量精度、测量范围、测量效率、分辨率、可靠性等。这些性能参数相互矛盾，同一个测量系统不可能同时兼顾大测量范围、高测量精度和高测量效率。不同的测量方法其性能参数不同，不同应用领域对测量系统测量性能参数要求也不同，因此在实际应用中，需要根据实际使用情况选择适合的测量方法（图2）。

图2 不同测量方法的尺寸测量范围和测量精度范围