三维激光扫描仪能够快速测量产品原型，方便快捷地建立三维物体的CAD模型，在数字化设计与制造领域，如汽车制造、运动器材、家具、工艺品、文物古董复制、三维动画、医学修复、人体测量等领域，具有广泛的应用。三维激光扫描过程中，由于受到机械平台、面阵CCD、激光发生器、电信号干扰和被测物体表面特征等硬件因素的影响，及光学几何成像参数、光带中心提取、物像对应关系标定等软件算法的影响，测量数据存在误差，制约了三维激光扫描测量技术的应用，需要对测量数据进行误差分析和补偿。　　 国内外有关激光扫描测量的文献很多，其中研究测量原理、测头结构设计、多视拼合、逆向重构方面的文献占绝大多数，专门研究测量精度、分析测量误差的文献不多。本文针对家具、工艺品、古筝古琴等传统行业数字化设计与制造的需求，研究三维激光扫描仪与雕刻机的软件和硬件的系统集成，解决了三维扫描数据点生成雕刻灰度图过程中的问题，分析了影响三维激光扫描测量精度的各种因素，重点对其中的光平面投影模型、光平面反射模型和左右CCD互补匹配的误差进行了分析和研究。主要研究内容及结果如下：　　 ⑴将课题组自主研制的激光扫描仪和企业已有的多个品牌数控雕刻机进行集成，解决了集成系统的运动一致性问题。设计并实现了雕刻用灰度图生成算法，针对测量数据中的漏洞，对点云数据进行XY两个方向上的进行插补，解决了雕刻用灰度图的数据空缺问题；　　 ⑵分析光学投影和光学反射过程中影响三维激光线扫描测量精度的因素。针对光平面位置误差的情况，首先建立光平面投影模型，分析光平面两种位置误差对测量精度的影响，在测量系统中实现光平面投影图像的偏差反馈，通过调整光平面位置，达到提高测量精度的目的；　　 ⑶针对光能中心与光学几何中心偏差引起测量误差的情况，分析被测物体表面法矢对图像中心提取的影响，通过正交试验法获得物面法矢与测量误差之间的关系，利用所得的误差补偿关系式，对实际测量结果给出合理的误差补偿。分析了激光扫描测量过程中左右CCD不互补造成的误差现象及成因，提出了一种基于邻域分析的光滑处理算法，较好地解决左或右单一CCD采集数据与双CCD采集数据之间切换的匹配问题。　　 本文研发的激光扫描与数控雕刻机集成系统已在江苏、浙江、山东、山西、上海、广东、吉林等地的红木家具、工艺品(木雕、石雕、玉雕、砖雕)、古筝古琴行业的30余家企业得到应用，国内高校南京艺术学院亦引进了本文研发的设备与技术，并通过代理销往印度。论文研究的算法在实际应用中得到检测，满足了用户的需求。