La precisión en la fabricación de componentes complejos a gran escala determina el rendimiento y la calidad de aeronaves, barcos, trenes de alta velocidad y otros equipos. La medición 3D de alta precisión juega un papel crucial en la garantía de la precisión de fabricación. En la actualidad, los métodos de medición existentes dependen en gran medida de la mano de obra manual, lo que no puede satisfacer los requisitos de calidad y eficiencia de la industria. Este documento presenta un sistema de medición robótica móvil integrado para la medición 3D precisa y automática de componentes a gran escala con superficies curvas complejas. El sistema consta de un dispositivo de medición óptica de escaneo móvil, un dispositivo de seguimiento visual y una plataforma de software, que pueden realizar la adquisición y unión de datos de manera integral y precisa de componentes complejos a gran escala. La combinación del seguimiento visual y la medición 3D basada en el movimiento coordinado del robot dual logró la adquisición automática de datos de componentes complejos a gran escala sin necesidad de adherir objetivos codificados. Además, este documento también introduce un algoritmo DeepMerge que combina características locales y globales de la nube de puntos, lo que corrige eficazmente el error inicial de unión del sistema de seguimiento visual. La validez del sistema y método de medición se demostró mediante experimentos de medición y unión en la superficie del morro del vehículo, asegurando la medición precisa del amplio rango de movimiento del robot.