随着工业4.0时代的到来，“智能工厂”、“智能生产”成了现代制造业的发展趋势，自动化检测技术是智能化制造的组成部分，不但可以大幅度减少人工，同时也可保证产品质量，欧美先进制造业已大多采用自动化检测线，我国随着智能制造、供给侧改革的推进，企业对自动化智能化检测的需求与日俱增。其中三维测量技术有着精度高、鲁棒性强的优势，逐步成为了测量领域研究的重点，尤其是随着激光技术、计算机技术以及图像处理技术等高新技术的快速发展，使得光学式三维测量技术得到了广泛性的应用。三维数据扫描机是光学式三维测量技术的一个典型应用。传统的三维数据扫描机大部分是采用激光和相机配合的方式进行同步扫描与图像采集，其对激光亮度、稳定性和相机数据采集实时性的要求很高，过于依赖硬件之间的协同配合，导致精度达不到高精密要求，从而失去三维测量技术的最大优势。　　针对传统的三维数据扫描机测量精度不高的问题，本课题提出了一种采用光谱共焦位移计的三维数据扫描系统，在一定程度上提高了测量精度，增强了实验系统的稳定性。本课题将该三维数据扫描机应用在燃气轮机叶片轮廓测量和皮革自然纹理测量上，并对其数据采集和三维数据处理进行了进一步研究。　　本文所论述的工作内容主要有：　　(1)查阅相关资料及国内外文献，详细对比分析了几种主流的三维光学非接触测量法。调研目前现有的燃气轮机叶片测量方法，其中主要调研了叶片前后缘高精度测量的研究现状。查阅了皮革表面自然纹理测量的发展历程与研究现状。　　(2)光学系统整体结构的设计。在这部分中，主要包括光谱共焦位移传感器测量原理，数控平台系统介绍，和扫描系统的机械结构设计。　　(3)三维数据扫描机在燃气轮机叶片轮廓测量上的应用研究，其中详细论述了燃气轮机叶片前后缘的轮廓测量，和燃气轮机叶片360度高精度测量。提出了自适应迭代最小二乘法和多角度数据融合算法，并通过数据仿真对比了算法的优缺点。　　(4)三维数据扫描机在皮革自然纹理测量上的应用研究，其中包括皮革材质对测量精度影响的研究，基于空间域的高保真自适应降噪算法，和三维点云数据拼接融合算法。