随着生产力水平不断提高、工业化程度日益增长，在日常的工农业生产过程中大宗散装物料的出现也越来越多。一直以来，物料堆体三维信息的准确获取是实际生产中的一个技术难题，传统的测量手段是以人工的方式对堆体进行整体整形成为规则的几何体，再进行测量和计算。传统的测量方法效率低下、劳动强度大、实时性差、测量准确性低，因而急需一种新的测量技术来代替传统方法。本文针对物料堆体测量进行了相应的研究，设计了一套物料堆三维测量系统。该系统以线激光扫描的方式对堆体表面进行完整的扫描，获取了一系列的截面二维数据，通过相应的转换得到截面二维坐标到空间坐标的映射，从而得出整个堆体表面的三维点云数据，进而求出堆体的体积、质量等信息。首先，在分析了测量原理和系统组成的基础上，完成了系统的总体设计。系统主要由线激光测量系统、同步扫描系统和上位机软件系统组成。文章对系统各部件具体选型进行了阐述，并详细介绍了系统的软硬件设计。系统的硬件设计主要包括主控制器电路、通信电路、电机及激光驱动电路和电源电路的设计，软件设计主要包括主控制器程序设计和上位机软件设计两部分。其次，对图像处理中的图像去噪、激光斑提取、提取光斑中心线的算法进行了分析。针对激光斑中心提取算法的不足进行了分析，提出了一种改进型阈值重心法，取得了较好的提取效果。针对坐标映射计算时的非线性问题，提出了基于BP神经网络的系统校正，并详细介绍了其工作原理和具体实现。最后，为了检验系统是否能够准确地对堆体进行测量，搭建了试验性的测量系统，进行了一系列的测量实验。通过对相应的实验结果数据进行分析，表明该系统的测量结果准确、有效，测量结果能够有效的反映堆体表面三维信息，基本上达到了本课题的研究目的。