个性化鞋楦设计是社会发展的必然趋势,因此足部三维测量仪的研制有着重要的研究意义与广泛的应用价值。本文主要围绕足部全周轮廓自动测量展开,基于激光扫描的三维脚型测量原理,论文在分析脚型测量特点的基础上,结合现有测量仪以及课题实际要求,制订了详细实施方案,设计控制系统、光学系统、机械结构、及图像采集模块来实现快速足部扫描。经过自行开发的软件控制系统执行图像提取与数据分析,即可在短时间内重建出所测量的足部轮廓。实现了以单片机为核心的硬件控制电路设计,包括MCU选型与基本外围电路、步进电机驱动电路、CCD、激光器控制电路、电源选型与电路、以及RS-232通讯电路的实现。电路充分考虑了抗干扰设计,采取了许多提高电路的可靠性与电路性能的措施;并通过软件仿真与电路实验相结合,提高了电路设计与调试的效率。提出了四组CCD搭配四组激光器,配合步进电机进行高速扫描的设计方案。步进电机驱动丝杠,用线性滑轨使平台前后移动,进行快速足部扫描。经适当调整使此四条激光线相交围绕成一个近似圆的封闭区域,通过移动平台的前后移动,实现四个CCD的同步取像,可得到激光线投射至足部各个部位的高度变化。完成了硬件系统的机械结构设,包括光机盒子、光机底板、滑动平台、量测物支撑架、外壳等,减小仪器体积,实现便携式。设计了控制系统软件,包括单片机端下位机程序设计、PC端上位机组态软件程序设计二大部分。下位机设计了基于A3972模块的步进电机驱动控制,以及CCD、激光器的开关程序。上位机提供了一个友好的人机交互界面,极大方便了工程师的操作。针对测量时形成的盲区情况给出了处理建议,提出本实验室的继承与优化算法对无序点云进行拼接,效果良好。测量结果表明:继承与优化算法可实现海量无序点云的精确拼接,且在拼接精度和收敛速度上明显优于传统的最临近点迭代法,拼接误差小于0.1mm,所需迭代次数减少5次以上。论文研究的三维足部测量仪的高性能、智能化的特点,对提高我国个性化鞋楦定制生产的自动化水平将产生积极的促进作用。