三维扫描技术在近几年来逐渐从工业设计、生物医药、数字文物典藏等领域走入日常生活中,利用简单设备获取较高质量三维模型的三维扫描系统不断涌现。本文设计和实现了一种基于单摄像头的运行于普通计算机上的三维扫描系统。该系统在光照充足的平面上使用单一摄像头采集被扫描物体不同角度的视频帧,并通过设计特殊定位底盘辅助摄像头标定,使用基于可视外壳的方法获取物体三维点云,最后通过贪婪投影算法重建出物体的三维网格模型。本文主要工作包括：1)采用一张打印有特殊图标的A4纸作为定位底盘,通过使用Aforge.net框架对定位底盘上的光学图标进行识别和姿态估计来完成对摄像头的标定和关键视频帧的选择,通过在计算机屏幕中的定位底盘上绘制虚拟立方体给用户提供视觉提示,得到的被扫描物体多视角关键视频帧和摄像机标定参数,为三维点云的获取提供了输入。2)分析和研究了多种可视外壳获取算法和背景减除算法,提出并实现了一个生成物体三维点云的迭代算法。该算法使用高斯混合模型(GMM)分离前景和背景,得到被扫描物体的GMM轮廓图片；然后使用简化的空间雕刻算法利用GMM轮廓图片对一个立方体体元集合进行空间雕刻,获取物体的三维点云；再将三维点云投影到虚拟针孔相机,得到投影轮廓图片更新高斯混合模型；如此不断迭代,逐渐提高得到的三维点云的准确度。获取的三维点云为三维重建模块提供了输入。3)分析和研究了多种点云降噪算法和三维网格重建算法,提出通过计算点云中单个点到N个最近邻点平均距离的统计分布来确认噪声点,进而实现对三维点云的降噪处理；通过贪婪投影算法从三维点云重建三维网格模型,该算法从三维点云中一个随机点开始,将该点尽可能多的邻点加入三维网格模型,再从这些邻点开始,寻找更多的邻点加入三维网格模型。4)将以上算法集成为完整的三维扫描系统,该系统操作简便,对硬件设备和被扫描物体的背景环境要求较低,可在短时间内获取被扫描物体的三维模型。