三维室内场景重建,对于室内机器人自动导航、室内虚拟游戏制作、仿真实验等都具有重要意义。本文对实测单侧点云数据表达的三维室内场景进行分析,提取室内场景中的基本形状构件,寻找构件的最佳组合方式并且完成模型匹配,最终实现室内场景的重建。本文主要研究工作如下:（1）提出了一种基于形状分解的室内场景构件提取方法。由于室内场景中的构件有显著的形状特征,本文在实现基本形状检测的基础上,提出了一种基于“切片+组合”策略的形状分解方法。首先检测并提取场景中的平面、圆柱和线状,然后选择最佳切割方向对检测的基本形状进行切片划分,并通过对每层切片进行分割形成具有视觉一致性的形状切片,进而利用相应的组合策略对形状切片进行组合,从而实现室内场景中基本形状构件（平面构件、圆柱构件和线状构件）的提取。（2）给出了一种室内点云数据的基本形状构件拟合方法。首先根据边界点曲率将平面构件分类,利用基于边界检测的方法拟合边界平滑弯曲的平面构件,以保持平面构件的边界特征;利用基于有向包围盒的方法拟合边界棱角分明的平面构件,有效弥补原始数据有缺失的问题;最后通过获取圆柱和线状参数,结合图形变换方法,实现场景中圆柱构件和线状构件的拟合。（3）提出了一种基于打分机制的构件匹配式识别方法。首先选择基本形状构件集中最大构件作为基准构件,以基准构件为中心寻找组成构件,得到多个构件组合,并为每个构件组合建立拓扑结构。通过对构件组合与标准模型库之间的逐一匹配,以及利用优化的打分机制寻找匹配度最高的构件组合作为最佳构件组合,从而识别最佳构件组合组成的物体,同时利用标准模型库中的对应模型进行替换,最终完成室内场景的重建。