近年来,随着逆向工程、医学成像和工业检测等行业的迅速发展,三维扫描作为其中核心技术之一,受到了普遍的关注和研究。现阶段的三维扫描设备多是采用竖式扫描结构,往往无法与三维打印机同步运行;此外多数设备专用于扫描点云数据,后期点云数据处理在电脑端进行。所以总的来说,目前三维扫描设备存在着功能单一、效率低下、集成度低等特点。针对这些问题,本课题设计出一套四个轴向环绕形状的多组双目激光扫描系统,此系统通过四组双目激光测量模组同时向前投射结构光,利用视差原理获得对物体全方位的扫描点云数据,并通过在Zedboard平台上软件实现,以达到扫描处理一体化的目的,提高系统的集成度,此外系统采用模向扫描的方式,实时的三维信息输出可以适配到三维打印机,方便对接,为其功能多样化提供了基础。本文首先阐述了立体视觉、结构光、光带质心提取、点云数据拟合平滑、统一坐标系建立、点云数据的融合等关键点的相关原理,其中一些模块本文针对性地提出了改进型的算法,如光带质心提取过程里加入邻域滤波、点云融合采用加权距离确定融合点等。文章着重地介绍了系统设计,包括硬件与软件两大部分,硬件上创新性地设计出扫描支架平台、立体视觉模组模具,并将其与升降平台、激光器、图像传感器无缝对接起来,组成整套完整的三维扫描设备。软件上为充分利用已有硬件的特性,采用了如异步通知、多进程等编程模型以达到提高系统扫描效率的目的。经过这样的设计,系统的扫描从双目激光图像采集、光带提取、点云生成拟合到点云的融合都可以流水型的层次进行,保证了三维信息的持续准确输出。最后通过实验结果及数据测量表明,本文所设计的多组双目激光的三维扫描系统精度合适,真实感强且总体效果令人满意,能满足于当前物体三维扫描的需求,亦为将来的功能拓展提供了基础。