三维测距技术已被广泛应用于获取三维物体的坐标位置和颜色信息。近些年来,随着高速和高分辨率电子传感器件的发展,三维测距技术的研究以及商业化应用取得了巨大的进展,其主要应用于逆向工程、质量检测、文物保护、机械制造等范畴。数据融合与增补在三维测距技术中有重要意义。三维彩色点云数据融合是三维测距技术的关键,通过多传感器的数据融合,将激光扫描到的目标点位置信息和相机拍摄的图像信息统一到同一坐标系下,生成三维彩色点云数据,实现颜色信息与位置信息的融合,真实再现场景原貌。数据融合即相机标定的过程,是指根据成像系统的数学模型,利用目标特征点的空间坐标与图像像素坐标求出其对应关系获得激光测距仪和相机之间的几何映射关系,由相机的内部参数及激光测距仪和相机的外部标定所决定。针对现有的激光测距仪类型提出两种标定方法。对于二维激光测距仪,本文提出了一种基于边界约束和均值逼近的标定方法,通过线性拟合进行数据校正,利用边界约束和均值逼近的双重策略计算孔中心的计算,并建立激光测量与相机测量之间的数据关联。对于三维激光测距仪,本文提出了基于几何约束的标定方法,结合点面约束和线面约束的特点,建立激光测量与相机测量之间的数据关联。在三维测距技术中,多模态数据融合是第一步,为实现目标的空间坐标和颜色交互应用打下坚实基础,完成目标点的深度信息和图像信息的融合并获得三维彩色点云数据。但由于三维彩色点云数据在采集过程中受到硬件设备分辨率制约以及环境遮挡等影响,不可避免的存在数据缺损,图像的分辨率远高于激光点分辨率,为了使内存中多余的像素信息得到充分利用,提出数据插值的算法,根据像素点数量实现线点云的内插,对同一帧数据采用逐行插值的方法实现实时性增补,并对插值后的三维彩色点云数据进行分析。此方法既可以提高图像信息的利用率,提高三维重建可视化效果,又可以对缺失的三维彩色点云实现实时性增补。