重心是物体的固有特性,是物体质量特性参数测量中的重要参数之一,它的属性直接影响着物体的设计和使用性能。在实际生产生活中,火箭、飞机、卫星等物体均需要重心测量,但随着科学技术的发展与进步,物体逐渐趋向于精细化、不规则化,其结构和形貌大小越来越复杂,对物体的重心测量精度要求越来越高。针对传统重心测量方法存在测量装置通用性差、测量过程复杂、测量成本高及精度低等问题,为提高复杂结构件的重心测量精度,本文提出了基于三维扫描的悬垂重心测量法和称重重心测量法两种重心测量方法。本文的主要研究内容如下:（1）基于三维扫描的重心测量方法研究。将三维扫描技术引入测量方法中,以悬垂法及称重法重心测量原理为基础,分别建立了基于三维扫描的重心理论计算模型。以最小二乘法理论以及建立的基于三维扫描悬垂法重心测量理论模型为基础,建立多球球心拟合最佳直线及多直线最优交点的计算方法,实现点云拟合球到重心求解的理论计算;以建立的基于三维扫描称重法重心测量理论模型为基础,结合力矩平衡原理,建立多次测量位姿的求解方程组,得到求解最优重心的计算方法。（2）基于三维扫描的重心测量方法误差分析。对基于三维扫描的悬垂测量方法中的点云拼接、点云拟合误差以及悬挂点延长线的拟合误差进行了分析;分析了基于三维扫描的称重测量方法中重量测量对重心位置的影响、产品坐标系与重力方向作用线之间的夹角误差以及被测件测量位姿的误差。（3）测量方法的精度验证。针对两种测量方法,分别设计了标准件,对两个标准件分别进行了重心测量,获得实际重心坐标值,测量结果与标准件的理论重心进行对比得到测量误差。针对80 mm×80 mm×80 mm的标准件,悬垂法的测量精度为0.4 mm;针对300mm×300 mm×10 mm的标准件,称重法的测量精度为0.6 mm。将测量过程中得到的相关数据代入到理论误差计算公式中,得到的理论误差与实验误差相近,证明了两种方法的可行性。（4）测量系统开发及应用性测试实验。根据两种测量原理,分别设计制造了测量装置。两套装置分别包括机械结构系统和传感检测系统;开发了测量应用模块,实现了重心位置的快速求解。用基于三维扫描的悬垂法测量了客机模型的重心位置,用基于三维扫描的称重法测量了不规则组合件的重心位置,并进行了验证。结果表明该方法能准确获得不同类型物体或系统的重心坐标值。