近些年来，计算机图形技术得到了迅猛的发展，一些像虚拟现实技术、数字城市技术、逆向工程技术等新兴技术相继开始投入应用。实现这些新技术的前提，同样也是直观体现的基础就是要用到三维几何模型构建，但传统的三维几何建模，诸如AutoCAD、UG、3DMax、Pro/E等建模软件已经不能完全胜任到复杂曲面建模，由此三维实景复制技术应运而生。

相比较传统的建模方式而言，三维激光扫描技术（三维实景复制技术）利用三维激光扫描仪，直接获取真实工件的三维表面信息，即点云数据。同时，利用Geomagic等商业软件进行后期数据处理，可以便捷地从三维点云创建出完美的多边形或样条四边形网格，并可以自动转换为NURBS曲面，建模效率高。也可以通过定义曲面和曲面特征类型来捕获工件的物理原型的原始设计意图，并与正向处理软件结合使用，进行再设计和参数化建模。这种方法不仅不受曲面的条件影响，同时在采样点密度达到一定要求时，可以达到很高的精度和效率。因此，三维激光扫描技术在国内外发展十分的迅速。

我国三维扫描技术起步比较晚，尽管已经取得了较快的科研和发展，但是仍然距发达国家有一定的差距。在国际上，三维扫描技术已经成为工业、汽车生产的重要技术手段，为大幅度提高生产效率和创造经济价值做出贡献。据统计，与传统的测量及检测方法相比较，三维扫描技术可缩短研发周期40%以上，目前已经应用在诸多的领域。

目前，一些发达国家的诸多高新技术公司都开展了对三维扫描技术的研究与开发，并且已经形成了相关的工业产业链。与此同时，相关产品在测量速度、测量精度、操作性能等方面都得到了明显的改进。反观国内的研究和发展情况不容乐观，由于相关企业资金短缺、高等院校科研经费不足，国内很多研究机构侧重于研究三维测量的理论研究，而相对在机械工程应用的实例比较少见。同时，国家偏向致力于国防、信息采集和地质勘测技术的发展，导致机械三维测量技术主要依赖于地质信息领域。尽管两者联系紧密，但又有着各自的独特性。比如三维地质勘探主要探测地形的曲面复杂程度，测量过程中受到植被的覆盖率和空气的质量影响。相反，对工件的三维测量技术主要研究工件的外形尺寸和曲面，测量过程中受到表面粗糙度和测量角度的影响，而且后者的测量精度要求往往比前者高出几十倍甚至几百倍。尤其对于大型复杂锻铸件的相关三维测量的相关研究少之又少。

本研究旨在通过对工件的三维激光扫描捕捉的点云数据进行数据处理，并研究点云数据中的关键的技术。探究出三维扫描建模的流程，改进数据处理算法，最终达到较高的三维数据点，再经过曲面拟合完成三维建模。另一方面对数据后处理中，如何实现数据精度的提高，进行了相关的实验证明和对比。探究三维扫描技术在硬件和软件方面的经验，让三维扫描仪早入在我国工业全面投入应用。