逆向工程对制造业缩短新产品开发周期、降低成本、提升产品自主开发能力具有十分显著的作用。数据采集和点云数据预处理是逆向工程中非常关键的环节。本文基于三维数字化激光测量系统,对数据测量和数据预处理技术进行了系统研究,对产品建模及后续加工具有重要的意义。本文在研究三维激光测量原理的基础上,通过大量的实验,从数据测量的完整性、精确性和速度方面对数据采集问题进行了研究。针对测量设备的特点和实物轮廓的复杂性,提出了不同条件下的测量方案规划,并通过实例验证规划的正确性;为取得精确的点云数据,分析了LSH800参数设置对测量精度的影响;分析了待测件表面特征(如表面颜色、倾斜度、表面曲率、粗糙度和光泽等)对测量结果的影响,得到了不同表面特征对测量数据的影响规律。实验表明:要取得完善的点云数据,应进行合理的测量方案规划、选择合适的测量参数并进行必要的表面处理。研究了点云的多视图拼合、特征提取和数据分块等数据预处理方法。对不同测量基准下的扫描数据运用三点对齐法进行粗对齐,完成了ICP算法,实现图形数据的精对齐;针对线扫描数据的特点,给出了基于扫描线点云的特征提取方法,在提取的特征线的基础上,形成了数据分块的方法。采用面向对象的程序设计方法,以Visual C++6.0为开发工具,结合OpenGL三维图形标准库,开发了点云预处理模块,实现了处理功能和算法的集成,增加了软件的交互功能,完善了系统的显示功能,通过运行和测试,表明系统可以完成数据预处理的功能,效果良好。