针对移动大尺寸圆柱体工件两端的表面形貌特征, 利用三维激光扫描仪设计了一种快速长度在线检测系统。基于三维激光扫描仪可在短时间内连续高速获取大量测量数据的特点, 系统在虚拟环境下构造出自适应测量形状的虚拟测量基准面, 采用二维误差分离方法抑制系统误差和运动误差, 识别定位工件两端端点并计算其到虚拟测量基准面的位移; 最后结合多传感器融合模型获取三维位移场测量结果。另外, 测试前用三坐标测量机精密测量过的相似形状圆柱体工件对系统进行了校准修正。为验证系统的精度和可靠性, 分别对处于(1 000±25) mm内不同直径的圆柱体工件进行了长度检测。结果显示, 系统可在1 s完成直径约为50 mm工件的长度测量, 检测分辨力为0.010 mm, 检测精度达到0.050 mm。实际运行结果表明, 该设计系统具有高自动性和高效性, 可满足在线生产中对大尺寸工件控制和检测的要求。