机械零件形位误差检测是机械制造中极其重要的一环。常见的三坐标测量、激光扫描等手段能对机械零件的表面进行形位误差检测,但无法对复杂内腔结构零件进行内部几何元素的检测。通过工业CT技术（Industrial Computed Tomography）扫描可以得到复杂内腔零件的三维测量模型,再将三维测量模型和CAD模型进行对比得到机械零件的制造整体误差,但是由于常见的点云语义分割往往在零件曲面过渡平滑的边界处,出现明显的歧义性。因此精确分割工业CT技术扫描得到的三维测量模型,来对零件几何要素进行形位误差检测仍是一个尚未完全解决的问题。针对该问题本文提出一种基于模型配准的点云分割方法,并开发了机械零件形位误差可视化分析原型系统,具体研究内容如下:（1）零件CAD模型和三维测量模型的读取和预处理。利用OCC（Open CASCADE）几何核心库读取和显示B-rep表示的CAD模型和点云形式的三维测量模型。针对传统曲面采样方法的缺点,提出了基于曲面三角形网格划分的采样方法,首先将CAD模型进行三角划分获得初步的引导点云,再利用点云上采样技术使引导点云和三维测量模型样本量相近,满足后续的模型配准的需求。（2）零件CAD模型和三维测量模型的配准。首先利用基于FPFH（Fast Point Feature Histograms）的配准算法将引导点云和三维测量模型进行粗配准,保证两模型大部分重合在一起,再使用ICP算法对两者进行精配准,在这个过程中引入基于四元数的空间变换计算方法,有效提高配准算法的效率。（3）零件CAD模型和三维测量模型的点面归属。首先利用细分技术和消除技术相结合的方法计算三维测量模型中的点到CAD模型中各曲面的最短距离,然后根据三维测量模型中各点到CAD模型中各面的最短距离大小关系,使三维测量模型分割成归属于不同曲面的点云子集,本文方法相比于传统的点云语义分割算法有着更高的分割精度。（4）机械零件形位误差可视化分析原型系统的开发。基于QT平台和OCC几何核心库,开发了一套针对复杂内腔零件的常见形位误差可视化分析原型系统。实现了模型数据的读取和预处理、零件CAD模型和三维测量模型的配准、三维测量模型的分割、常见形位误差的计算。本文研究成果已部分应用于复杂内腔工件再制造与优化分析项目。