航空发动机叶片等复杂曲面零件,其型面质量直接影响零部件工作性能和安全性。相比三坐标离线测量等传统测量方法,点激光在机测量技术具有测量效率高、设备成本低等优势,为复杂曲面零件在机测量提供有效技术手段。当前点激光在机测量技术传感器零点位置标定难、数据同步易于实现的逐点测量方式测量效率低、基于有线通讯方式的系统实用性低,成为在机测量高效应用的主要难题。因此,本文以点激光传感器为数据采集装置,构建了五轴在机测量系统,对传感器位姿标定、测量路径规划、系统软硬件集成等方面展开深入研究,主要研究内容如下:（1）建立基于五轴龙门机床运动学的点激光在机测量系统数学模型,探究点激光传感器位姿引起的测量误差规律,提出基于球面约束和坐标平移变换关系的传感器位姿标定方法,解决了点激光传感器出光方向和零点位置精确标定的难题。（2）建立考虑传感器测量景深、倾角等多因素的在机测量系统逆运动学模型,提出基于法矢方向的测点分区方法,构造综合考虑机床五轴运动的测量路径优化模型,采用遗传算法求解,实现了基于理论测点的五轴在机测量最短路径规划。（3）设计了集无线数据通讯、自动换刀等多功能一体的无线点激光在机测量测头,开发了基于课题组i Point3D框架的点激光在机测量软件,搭建了基于点激光传感器的五轴在机测量系统,实现了高集成度、高自动化的在机测量主要功能。（4）基于搭建的在机测量系统,完成了传感器位姿标定实验。参照德国VDI/VDE标准,开展了系统精度验证实验,结果表明该系统的单\双球测量误差＜0.02\0.008 mm,具有较高的测量精度。将所提方法应用于航空叶片在机测量,测量效率达到60点/分钟（接触式在机测量8点/分钟）,并将测量结果与商用Power Scan 2.3M测量系统对比,验证了该系统对航空航天复杂曲面零件快速现场检测具有良好应用效果。