近年来，随着计算机、传感器、控制等技术的发展，非接触式光学测量方法被公认为是逆向工程中最有前途的不规则曲面测量方法，它不仅具有测量速度快的显著优点，而且能很好地适应RPM的需要。本文就是以德国GOM公司研发的ATOS Ⅱ流动式光学扫描仪为主要设备，研究其工作原理，探索其三维数据拼合技术。由于国外先进技术的保密性，许多关键技术不能知晓，为了更好地使用该设备，吸收和消化该设备中的先进技术，本人选择了三维扫描系统点云数据拼合研究为课题，对开发我国的三维扫描测量设备，具有一定的参考价值和实用价值。 本文概述了逆向工程技术和用途，阐述了现代测量方法，查阅资料得出ATOS流动式光学扫描仪的工作原理是：立体视觉摄影测量和结构光光栅投射法原理；探索立体视觉摄影测量的相机标定问题，建立成像数学模型：应用标定板和十字架作为标定物，对ATOS Ⅱ扫描头的标定过程进行了实践；研究ATOS Ⅱ扫描头标定后三维扫描系统点云数据的采集方法、系统点云数据拼合理论：得出ATOS扫描系统数据拼合理论是ICP(Iterative closed point)算法和最小二乘法拟合的理论；ATOS扫描系统数据拼合实现是通过公共参考点进行点云数据拼合转换的，并应用实例对多种扫描数据拼合方法进行了实践；对于无公共参考点的薄壁零件，提出了一种“搭桥”建立公共点的方法，并通过实践证实了“搭桥”方式的可行性，该“搭桥”方式的拼合过程充分体现了ICP算法步骤；借助于横向课题汽车扫描，讲述了对于大型实物的扫描，需应用TRITOP(高分辨率的数码相机)在TRITOP系统中，先生成定位文件，此定位文件相当于全球卫星定位系统，再由ATOS系统单幅扫描，扫描数据自动合并在TRITOP系统的定位文件下。