随着科技和制造业的发展,工业上对于精密零件的加工精度需求越来越高。对精密零件尺寸的高精密自动化测量是零件加工中的重要组成部分。光谱共焦传感器是一种基于光学原理的非接触式位移传感器,具有体积小、精度高等优点,在三维测量中应用广泛。因此,本文设计了一个基于点光谱共焦传感器的高精密三维测量系统,本文重点研究点光谱三维测量系统的设计与实现,通过以机器盲孔零件为检测对象按照系统的测量流程对其进行扫描得到三维点云数据,在三维测量中具有重要意义。首先,该系统为离线实验测量系统,在离线模式下设计采用同等精度的三轴移动平台配合点阵光谱共焦传感器实现系统的硬件配置,根据硬件结构设计系统所需的软件功能以及操作界面的布局。结合软硬件的构建得到了系统的采集方案,该方案以实现同步获取光谱数据和三轴坐标数据为基础阐述了系统的测量原理,使系统能够高效的完成非接触式的自动化数据采集。其次,对于点云数据的基础理论和处理方法进行了描述。针对三维点云显示的底层接口进行了研究,为后文实现系统的点云显示模块奠定了基础。点云滤波方法的详细阐述与应用给机器盲孔点云数据的去噪提供了技术需求。接着,对于采集过程中的数据同步问题,本文将点光谱单独设计在一个线程内,使系统能实时的显示光谱数据,同时将采集方案设计在另一线程中使得采集过程中能够获取相应的三轴平台坐标数据。并且本文设计了停轴采集和连续采集两种模式,前者采集得到的三维数据规则平整,但采集过程耗时;后者采集速度快,但较前者准确度较差。通过结合两者的优点对连续采集进行优化,使其能精准高效的获取盲孔数据。最后,本文根据上述设计实现了基于点光谱的三维采集测量系统,并使用该系统对机器盲孔进行了数据采集与尺寸信息测量,结果表明采集的盲孔数据误差只有几微米,检测准确度高达99%以上,能够满足盲孔所需的测量精度。并在最后展示了系统所采集的部分其他数据,表明了该系统的实用性,具有一定的研究价值。