基于工业机器人的三维测量系统是一种能够代替人工的自动化测量设备,高度自动化的设备是未来三维测量领域的发展方向。论文研究了一种能用于实现PDC钻头自动化测量的系统,该系统主要由线激光传感器与工业机器人组成,具有自动化程度高、灵活性好、非接触测量等优点。论文根据项目实际要求出发,设计了中转同步器、上位机软件、同步器软件及配套的机器人程序,在此基础上研究了手眼标定算法和点云滤波算法。论文的主要内容如下:(1)搭建中转同步平台:测量系统的数据传输中枢,完成数据同步采集、存储、回传以及实现工业机器人运动控制,其硬件方面采用Exynos4412作为主控芯片,测量传感器与中转同步平台采用USB通讯,PC机、中转同步平台及工业机器人之间通过TCP/IP协议通讯。软件方面采用Linux操作系统,该系统支持多任务为后续产品升级提供较好的软件平台。同步问题上提出使用同步脉冲的方式,来协调测量传感器与工业机器人同步工作。(2)设计上位机软件:针对PDC钻头测量修复项目编写上位机软件,完成传感器原始数据接收、滤波、坐标变换等处理,实现导入规划坐标从而控制机器人运动以及步进控制机器人运动。(3)优化手眼算法和点云算法:针对线激光传感器与工业机器人变换关系求解问题,对手眼标定算法进行了优化。对直通滤波算法进行了优化,通过附加k值判断,提高滤波效率。(4)完成试验测试:在试验中验证了滤波算法的可行性,分析了传感器光平面与标定球相交位置对测量结果的影响,并进一步给出了判别式,从而为标定过程中获取合理测量数据提供了依据。通过测试验证线激光三维测量系统的测量方案可行,该系统的测量精度能满足PDC钻头的测量要求,并可用于一般精度要求不是太高的场合,可为自动测量设备开发提供一定思路。