针对现有三维激光投影系统标定中存在的操作复杂、效率低下的问题，提出一种基于单应性矩阵的三维激光投影标定方法。首先引入单目视觉作为辅助手段，建立三维激光投影系统的模型；其次在单目视觉的辅助下，利用图像二维单应性解算被投影目标的位姿以及标定振镜与相机之间的转换关系；最后从重投影误差、不同距离下标定的稳定性和标定中的误差分布三个角度分析所提方法的性能，验证基于单应型矩阵的三维激光投影标定方法的可靠性。通过自主搭建基于视觉辅助的三维激光投影系统，以标准件为被投影部件进行试验，证明了所提方法可以解决上述问题。实验结果表明，被投影部件与振镜的距离在3 m范围内时，标定时间小于5 min，投影精度可达0.3 mm。