近年来,随着社会全方位发展,现代化军事工业、计算机图像学、计算机视觉、激光检测学等学科有了长足的进步。火炮内膛磨损检测对于火炮具有重要意义,由于传统火炮身管内膛检测技术既费时费力,又容易产生人为误差,在此背景下出现了许多自动式火炮检测机构。本文使用自主搭建的火炮身管内膛检测机器人对火炮身管进行检测,并对检测的数据进行处理实现火炮内膛的三维重建。主要内容如下:总结前人经验设计以身管内径激光检测为核心的结构方案,并围绕该方案设计系统构成,对系统机械模块结构原理进行分析,并对部分结构进行可靠性分析,使用UG构建三维模型并完成检测机构的物理样机。使用搭建的检测机器人对某口径身管进行激光检测,分析采集截面数据存在误差,结合实验过程寻找误差原因,在此基础上设计了以PSD传感器为核心的激光位移传感器位置补偿系统完成误差补偿,补偿后的数据采集精度达到预期方案。针对激光位移传感器数据采集为点状激光的特点,设计了身管内膛点云分段采集的方案,对采集的点云数据进行数据格式转换以及基本参数求解、点云滤波降噪等处理,为后续三维模型建立做准备。对比常见的点云网格化手段结合处理后的点云模型数据,选用滚球法为三维重建核心算法对点云进行网格化处理,针对建立的网格模型空洞问题分析孔洞产生的原因,寻找最佳修补算法修补点云网格模型,完成点云的网格模型重建。