激光扫描3D轮廓测量技术是集光学、微电子、智能控制、精密仪器和计算机视觉等多种学科为一体的前沿技术,是实现物体表面轮廓三维数字化最为重要的手段之一,广泛应用在工业检测、产品设计、3D打印、生物医学、文物修复以及影视动画等众多领域,成为精密测量领域的研究热点。本文基于线激光三角法的测量原理,研制了一套激光扫描3D轮廓测量系统,实现了对被测对象3D轮廓点云数据的获取和处理。论文的具体研究内容和方法包括:（1）本文根据3D轮廓测量技术的发展现状,深入研究和对比了多种3D轮廓测量技术,介绍了接触式和非接触式3D轮廓测量的特点,总结了3D轮廓测量技术的市场需求和应用前景,对本文所用的结构光扫描技术进行了详尽的阐述。（2）研究了线激光扫描技术的原理,采用直射式线激光三角法作为系统测量的基本方法,建立了线激光扫描3D轮廓测量的数学模型。根据系统扫描测量原理和数学模型,对系统平台进行分析,确立系统总体架构,包括系统软件、系统驱动和系统硬件。设计了三轴移动平台的机械结构模型,确定了系统控制方案,完成了系统电气控制。建立系统坐标系,包括三轴位置控制系统坐标系和激光扫描测量坐标系,以获取3D轮廓点云数据。（3）以Qt C++作为系统开发语言,结合NI-Motion、VTK、PCL等为激光扫描3D轮廓测量系统开发了专用的测量控制软件3DMeasurement,实现了系统运动控制、线激光传感器控制以及3D轮廓点云数据的显示、处理。系统软件采用模块化软件架构,将系统软件分为多个模块,完成了软件UI界面设计,实现了3D轮廓点云的可视化。（4）搭建了激光扫描3D轮廓测量系统实验平台,实现了系统扫描测试。基于本实验平台,对二次曲面和自由曲面工件分别进行扫描测试都获得了较好的测量结果,验证了系统可行性。采用最小二乘法对平面点云、球面点云进行拟合,提取相应的特征参数;基于投影Delaunay三角剖分法,实现了自由曲面点云的三维重建。使用本文研制的激光扫描3D轮廓系统和徕卡T-Scan5激光扫描仪对不同标准量块进行扫描测量,对系统精度进行验证和评估,对系统测量误差来源进行分析。