针对煤矿井下巷道掘进机位姿的测量需求,采用双激光标靶的图像识别测量方式,构建了位姿实时检测系统。研究了激光标靶上光学特征点和特征光线的空间分布,提出一种基于双激光标靶的掘进机位姿解算方法。通过对图像数字处理得到精确的特征点、特征光线参数,实现对标靶参考点的精确定位,使用空间矩阵变换方法,解算出掘进机位姿参数。在实验室条件下建立机身位姿自动检测实验平台,模拟环境下的测试结果表明,在测量范围小于40 m时,位移误差小于2 mm,角度误差小于0.5°。该系统测量精度高,结构简单可靠,实时性强,能够很好地满足测量需求,实现对掘进机在煤矿井下掘进过程中的位姿检测。