随着全球范围内信息技术的发展，在各个领域内迫切的要求获取物体的三维信息。其中研制实用扫描系统以解决城市环境及各种大型工程目标的快速、高精度三维信息获取的问题，对满足当前数字城市和各种工程建设的需要，乃至国民经济的发展都具有重要的现实意义。本文结合国家863项目“近景目标三维测量技术”而进行，完成了适用于中近距离的宽场景、大物体快速高精度三维激光扫描仪伺服控制系统及数据采集系统的设计与实现。 首先，本文对国内外的三维激光扫描仪的发展趋势、技术特点及难点等进行了深入的调研工作，并结合课题的指标要求和系统方案，确定了三维激光扫描仪伺服控制系统方案。选定符合速度、精度等指标要求的控制器、细分驱动器及电机，分析比较了基于Windows操作系统的计时函数，完成了三维激光扫描仪伺服控制系统的软、硬件实现。此外，对步进电机的细分驱动原理、实现及影响细分精度的相关因素进行了分析和讨论。然后对常用的距离计数法进行了精度分析，确定在三维激光扫描仪中采用波形记录法实现时间间隔测量，根据三维扫描仪的精度要求采用高速采集卡对激光的主、回波波形进行采集、分析与处理，并编写了波形采集、分析程序，同时对波形分析处理所需要的时间进行了估算。最后将上述各部分控制程序合成为系统控制软件，从而使伺服控制系统、激光源、高速采集卡协调有序的工作。在分析了Windows内核中的任务调度机制、硬件中断的处理过程的基础上，对控制软件进行了改进，使整个控制软件具有好的实时性。