三维扫描系统目前广泛应用于居民生活与工业生产的各个领域。其中，人体头部轮廓数据作为服装、医疗、动画、模具制造等部门的原型参考，日益显示出重要性。本文在广泛了解人体头部扫描系统国内外发展现状的前提下，以实验室开发研制的四轴同步人体扫描系统的研究成果为基础，提出了一种采用近红外线激光光源的“U”形结构单轴一体化人体头部扫描方案，并成功研制出扫描系统样机。本文的工作主要分为以下几个方面：1，为了获取包括毛发、眼睛信息在内的完整头部高分辨率模型，本文结合激光产品的使用安全要求，基于激光三角法，提出了一种采用980nm近红外线激光器作为投射光源的人体头部成像方案。扫描获得人体睁眼状态下的完整头部轮廓，满足了系统对扫描效果的要求。2，设计并研制了与红外激光光源相匹配的图像采集系统和同步扫描系统，以四轴同步扫描系统为基础，为了降低对多组传感器进行同步控制的复杂性，设计了基于悬臂梁的“U”形结构单轴一体化机械系统，采用由悬臂梁带动多组传感器进行扫描的方式，方便了同步控制的实现，同时降低了系统成本。样机的技术指标为：测量范围：直径400mm、高度400mm的圆柱体区域，典型分辨率：0.56mm×2.00mm×1.17mm（水平×垂直×深度），扫描时间：7s。3，对系统进行集成调试，优化了样机性能。建立考虑畸变的非线性摄像机成像模型，采用张正友算法和三维标定靶的“V”字型光带角点标定算法分别进行摄像机内参数标定与传感器组全局标定。4，进行圆柱标准件的扫描实验，验证了系统的扫描精度。对真实人物模特的扫描原始点云数据进行分析，并进行包括去噪、精简、拟合在内的数据预处理。针对头发点云的特殊性，利用双三次Beizer算法进行曲面重建，得到了比较好的重建结果。