在筒形件自动化对接过程中, 需对其姿态进行无靶标精密测量和调整。本文采用激光轮廓传感器对被测件进行扫描获得点云数据, 推导得出点云数据的直线拟合公式, 并进行了姿态拟合求解。基于蒙特卡洛数值模拟, 对筒形件的轴线拟合法和母线拟合法进行比较, 并根据两种方法各自的优缺点, 提出采用轴线拟合法求解俯仰角、母线拟合法求解偏转角的综合测量求解方法, 显著提高了姿态测量精度。此外, 探讨了截取椭圆个数、每个椭圆上的轮廓点数与姿态求解精度之间的关系, 为在满足测量精度的同时兼顾测量效率提供了参考依据。最后, 利用原理样机和激光跟踪仪进行了测量实验。实验结果显示, 轴线姿态角测量的绝对精度优于0.02°, 标准差低于0.01°, 由此证明了本文方法的有效性和准确性。