本发明公开了一种适用于飞机表面机器人钻铆系统的窝孔在线检测方法，包括以下步骤：1）利用激光线扫描仪对钻铆孔及其附近区域进行扫描测量，得到钻铆孔的三维点云特征数据；2）对钻铆孔的三维点云特征数据进行拟合、除噪、调平处理，得到更接近钻铆孔实际特征的点云数据；3）基于钻铆孔三维点云特征数据计算出钻铆孔窝深和孔径。本发明可以在孔质量检测时提高检测效率、精度和稳定性的同时，避免检测装置与孔表面接触进而划伤孔，与机器人钻铆系统集成后还能方便的进行在线检测。