叶轮机械在航天、航空、汽车、能源等领域都有非常广泛的应用。随着对叶片质量要求的提高，测量精度和效率显得越来越重要。目前国内外研究的焦点是用三坐标测量机进行测量，因为三坐标机具有测量范围大、精度高、效率高等优点。三坐标测量机的功能、工作效率、精度与测头密切相关，新型测头的出现将使测量机的功能更加完善。因此，本文选定了这一具有应用价值的研究课题。 本文通过分析论证，提出了一种新型的表面形状测头；设计了实验系统并就所研制的实验系统进行了详细的阐述；对程序总体及各部分程序所完成的功能进行了简单介绍；设计了实验方法、介绍了实验过程并分析了实验数据；通过对几种跟踪测量方法进行比较，得出结论：本课题研究的跟踪测量方法具有较高的分辨率与测量精度，值得进一步研究推广；本文还对影响测量精度的因素进行了详细的分析，并提出改进措施，为课题走向实用化奠定了基础。 本课题涉及光学、电子、计算机、控制、测量、图像等学科领域，其内容广泛，涉及面宽。本课题研究的新型表面形状测头，为物体表面形状的测量提供了一个行之有效的方法。通过实验验证该测头具有测量不伤及被测表面、检测自动化程度高、测量精度高、测量范围大、可实现远距离测量等优点。该测头不仅可以实现叶片的表面形状测量，而且适用于各种漫反射表面的表面形状测量。该测头不仅可以安装在三坐标测量机上，也可以结合其它的测长仪如双频激光干涉仪进行测量，具有广泛的推广前景和很强的现实意义。