随着中国民航运输业的高速发展,航空维修技术在航空领域的作用也变得更重要。叶片作为航空发动机中的关键零件之一,由于其工作环境恶劣容易产生疲劳损伤。对损伤叶片多层多道堆焊修复,需要在待修复叶片高精度三维模型的基础上进行。要获取叶片完整的三维点云模型,在采用高精度光栅投影三维测量方法获得叶片多角度面型三维点云的基础上,对叶片点云拼接是必不可少的环节。三维点云数据拼接方法一般依据被测物形状特征进行选择,由于航空叶片呈现空间扭曲的薄片状,难以获得叶盆和叶背公共点云,确定采用反向旋转法对叶片进行点云拼接。由此展开对采用光栅投影三维测量与多视角点云拼接系统的研究。在了解国内外关于叶片三维点云获取方法和分析反向旋转点云拼接方法的前提下,在利用光栅投影三维测量方法的基础上,应用高精度旋转平台旋转固定角度θ实现叶片多视角点云的获取。要实现多角度点云的拼接,需要以转台中心轴空间位置为媒介,将三维点云旋转变换至与基准点云相同的坐标系下。转台中心轴空间位置的标定是利用转台通过反向旋转法实现多视角点云拼接的关键环节。针对光栅投影多视角三维测量与拼接系统,提出了一种基于2D棋盘格标定板的摄像机与转台中心轴的同步标定方法。仿真实验中,摄像机标定结果最大反向投影误差度为0.42pixel。各拟合圆心到标准轴的直线距离在0.05mm以内。实际试验中,同步标定较分步标定耗时缩短近1min,重建后的标准球体直径与标准球直径38.0713mm的平均偏差为0.1293mm,且测量结果的方差为0.0014。棋盘格内角点的检测与提取是利用2D棋盘格标定板进行转台中心轴标定的重要技术之一,故本文针对棋盘格内角点检测的问题,提出了一种基于直线端点归类的棋盘格内角点检测方法。实验表明:该方法能够在9秒内检测出棋盘格全部48个内角点,与Harris法及其改进方法相比具有明显的优越性。并且环境噪声对该方法影响较小,具有良好的鲁棒性。在利用光栅投影三维测量与反向旋转点云拼接方法对航空压气机第六级叶片的四视角点云拼接试验中,拼接后获得叶片模型与实体叶片三个截面最大厚度平均值为0.103mm,平均相对偏差为2.66%,满足叶片焊接轨迹规划的需要。