为了解决燃料组件弯曲与扭曲变形水下在位测量难题，提出了基于线激光三维视觉的燃料组件水下在位变形测量方法。通过基于单层折射的水下相机标定、基于平面约束的光平面标定算法研究解决单个测量单元的标定问题；研究基于三维标定工装的10组测量单元在位快速标定方法，解决测量系统全局坐标统一问题，并利用激光跟踪仪测量标定工装的弯扭精度，进行测量精度对比试验验证。研究表明，研制的基于线激光三维视觉的燃料组件水下在位变形测量系统扭曲测量误差限为0.15°,弯曲测量误差限为0.3 mm,且整个测量时间约在1 s,测量效率和测量误差限优于现有的测量系统。