随着工业4.0的提出,个性化制造的地位逐渐提高,快速成型技术的高速发展。三维扫描的研究不足限制了3D打印在民众中普及推广和应用。国内对环境光适应性强、对被扫描物体适应范围广的三维扫描仪设备的研究较少,而国外各大公司又率先抢占了市场,拉高了价格。因此本课题致力于面向民用的、低成本的桌面级激光三维扫描仪开发,使其能满足小型、快捷、方便的要求,在不同的环境条件下,对多种物体进行扫描,实现现实物体的“复印”,而且能够直接用于教学演示。三维激光扫描仪的扫描能力是由硬件因素及算法的识别精度决定的。通过对影响三维激光扫描仪的各硬件条件进行定性以及定量的分析,建立了误差分析模型,据此可计算出最终的理论精度等级,并为平台的设计提供参考。同时,针对光带在不同环境下的响应建立了理论模型,并在实验中对光带响应模型进行了正确性验证。在上述分析的基础上,完成了三维激光扫描仪实验样机的设计及搭建。桌面级扫描仪需要面对不同的材质、不同的表面颜色、不同强度的环境光以及不同表面形貌带来的激光光带变形的影响。因此,针对不同环境下光带的响应特征进行了研究,通过对其峰值响应、波包能量以及尖峰系数等特征量的实验及其标定,分析了亮斑、激光散斑以及响应过低等情况下的光带特征,并提出了相应的解决办法,所得的实验数据库用于光带处理算法的自适应指标选取。通过对不同的光带识别算法在不同环境中进行实验,分析了各算法的优劣,提出了对环境光适应极强的尖峰系数法。结合多因素对光带特征影响的实验结果以及各算法对不同使用环境下的评价矩阵,实现了光带识别的环境条件匹配。开发了用户软件,并在三维激光扫描仪实验样机上,用户通过样机摄取视频即可在软件平台上完成三维点云的获取,通过样机对不同材质及其表面形态的物体进行扫描测试实验,形成完整点云和3D模型。