大型复杂结构件广泛应用于航空航天、运载和国防等行业,该类零件包含众多的孔、凸台等特征,加工时通常穿插各式各样的测量任务,在位测量技术通常用于大型复杂结构件的精度检测任务中,但大型复杂结构件拥有大量的待测面,每个待测面上又拥有自己的采样点集,这要求轨迹规划算法要一次性考虑多达上万个采样点,这对在位测量轨迹的规划提出了挑战。目前研究主要集中在某种待测面的测量轨迹规划问题上,在待测面之间的空走轨迹依然由技术人员手工完成,这种轨迹规划时的不统一造成了测量效率低、易发生碰撞等问题。因此,解决大型复杂结构件的在位测量轨迹规划问题具有重要意义。本文针对这个问题,提出了一种综合考虑整个零件采样点集的新型测量轨迹规划方法,其主要研究内容如下:(1)对单个待测面的测量轨迹进行了规划。首先,根据分析待测面的特性,分别使用曲率自适应采样、均匀采样等方法获得采样点集。然后,根据本文提出的一种基于包围盒的选取方法,确定采样点集的多对起始点与终止点。最后,本文采用遗传算法对采样点集进行规划,获得单个待测面的多种测量轨迹。(2)对多待测面的序列进行了规划,本文提出一种基于启发式算法框架的轨迹规划算法。首先,对待测面的测量轨迹进行了基因型编码,获得每个待测面的测量轨迹数据结构,并对孔、凸台等特征的数据结构进行优化。然后,创建适用于该数据结构的交叉算子、变异算子、适应度目标函数,通过多次优化迭代获得待测面的测量序列。(3)对全局轨迹进行了碰撞检测与碰撞规避处理。遍历启发式算法的距离矩阵,将每种可行轨迹采用扫描体法进行碰撞检测,找到发生碰撞的轨迹后,采用扩展包围盒法和二分法创建规避点,得到无碰撞轨迹。(4)开发了在位测量轨迹规划系统。该系统基于Visual C++,调用三维数据处理内核ACIS、图形应用函数库VTK、图形用户界面应用程序开发框架QT等,系统实现模型读取、显示及交互、轨迹规划、后处理等操作。最后进行操作演示和实例验证,证明本文所提方法可以有效地完成测量轨迹规划,显著提高测量效率。