随着社会经济的不断发展,产品制造的智能化、信息化要求越来越高,同时对产品加工和装配的精度也提出了更高的要求,因此为了适应工业现代化的各种新需求,更加智能化、信息化的三维测量系统应运而生。本文结合了相关研究课题,主要研究针对某航天产品的三维数字化测量系统,对测量系统机械结构、运动控制、软件算法等方面进行了研究,最终开发了一种基于多传感器协同的三维测量系统。全文的主要内容包括:第一章:阐述了本课题的相关背景,介绍了三维测量技术及其研究现状,给出了全文的研究内容和总体框架。第二章:根据检测目标和测量精度要求,完成了基于多传感器协同的三维测量系统的总体设计。在分析测量系统的技术难点的基础上,给出了多传感器协同的测量系统的总体检测方案。第三章:研究了多传感器协同的测量系统的五个关键模块——支撑平台模块、夹持模块、运动控制模块、检测模块和软件模块。设计了支撑平台模块和夹持模块的结构,完成了运动控制模块和检测模块的硬件的选型,分析了软件模块的主要功能。第四章:研究了点数据拟合和图像处理的方法,提出了探针和工业相机协同的三维位姿检测精度的分析处理方法。完成了基于最小二乘法的目标工件的平面和圆柱面拟合,实现了通过图像的滤波去噪、腐蚀膨胀和霍夫圆检测等算法对工件内部的关键位置定位,最终通过点数据和图像数据协同获得的工件内外坐标位置实现装配位姿测量。第五章:搭建了多传感器协同的三维测量系统,介绍了系统的检测平台和软件,分析检测系统的误差,同时完成了视觉系统的标定,并开展了验证试验。第六章:对本文的主要研究内容进行了总结,并展望了今后研究工作的方向。