随着城市轨道交通的发展,地铁出行方式因其舒适、准时、便捷的特点成为当前最主要的公共出行方式。地铁相关配套设施的市场需求随之急剧增长,对其生产质量要求也日益严格。T形下支座为地铁屏蔽门下部支撑组件的一种钢结构体,其平面度大小关乎整个地铁屏蔽门的安装精度、寿命,而当前对其平面度测量方式主要依靠人工测量,测量效率低下导致平面度测量工序成为影响屏蔽门配套设施生产效率的关键工序。因此,以T形下支座为对象,开发一种结构件平面度测量机器人对提高地铁屏蔽门企业的生产效率和质量管理具有极为重要的工程应用价值,同时对于类似结构件的平面度测量具有一定推广和借鉴意义。平面度求解过程,即为待测表面特征点深度信息求解过程。近年来,结构光及双目视觉已被成功应用于三维测距领域。基于此,本文对基于结构光双目视觉的地铁屏蔽门结构件平面度测量方法和测量机器人开发展开了深入研究。首先基于平面度检测技术要求完成了成像系统与双目相机夹具的硬件设计,并对双目相机和机器人手眼进行标定;重点对基于置信度的结构光网格交点定位算法展开了研究。基于双目测距模型对特征点的三维坐标进行测量,运用最小二乘法求解结构件平面度。与基于激光位移传感器的平面度测量方法对比,验证了本文平面度测量方法的有效性与优越性,通过与人工平面度测量效率与成本对比,验证了开发测量机器人的高效性与经济性。本文主要研究工作如下。（1）基于对T形下支座平面度检测要求的分析,对基于结构光双目视觉的结构件平面度测量机器人系统进行了方案设计。搭建了成像系统,并将双目视觉系统集成于机器人,以实现对T形下支座待测表面的自动化成像,完成了机器人、相机和结构光的选型,以及双目相机双目标定与机器人手眼标定。（2）对基于置信度的结构光网格交点定位算法进行了研究。因结构光网格交点与棋盘格角点在几何特征上具有相似性,先采用Harris角点特征提取算法提取网格交点,实验结果表明该方法因鲁棒性较差不适于本应用场景;随后基于霍夫变换的网格交点定位算法求解网格交点,因结构光光线并不为标准直线,网格交点定位精度较差;借鉴Geiger在棋盘格角点提取算法中计算置信度的思想,针对网格结构光几何特征,设计了基于置信度的网格交点定位算法。该算法通过图像预处理、置信度计算、非极大值抑制、基于强度分布复检四步实现网格交点定位。通过对40件待测结构件网格交点提取结果的分析,验证了基于置信度的网格交点定位算法应用于T形下支座的有效性和良好的鲁棒性。（3）对结构件平面度计算算法进行了研究,并对本文提出的平面度测量算法进行了分析与评估。为进一步提高网格交点定位精度,基于网格交点邻域内像素点灰度值呈中心分布的特征,设计了基于高斯拟合的网格交点亚像素定位算法,依次通过粗定位与精定位两步对网格交点进行亚像素定位;然后基于顺序一致约束进行左右目网格交点匹配,基于网格交点二维图像坐标与双目标定、手眼标定结果,进行网格交点三维坐标的计算,最后基于最小二乘法求解结构件平面度。与激光测距传感器、基于霍夫变换网格交点定位算法平面度测量结果进行对比,验证了本文提出的平面度测量算法的有效性与高效性。（4）对基于双目视觉的地铁屏蔽门结构件平面度测量机器人进行开发与测试,分别从抗干扰能力、效率、经济性对该测量机器人进行分析评估。通过实验验证了机器人运动与环境光对机器人平面度测量结果影响极小,在工厂环境下具有较好的稳定性;与人工平面度测量效率对比,验证了平面度测量机器人测量的高效性;最后基于成本核算,验证了开发的平面度测量机器人具有较高的投资回报率。