超声波具有穿透力强、传播方向良好,并且不会有明确的衍射,快速而又高效的特点,并且最重要的在于对人体无害,所以进行三维成像方面上在医学领域受到青睐。在工业方面上,超声成像主要研究热点在于无损检测领域,检测物体内部缺陷。针对于表面轮廓线进行成像研究中,重建三维点云数据模型上鲜有人研究。本文中通过超声合成孔径聚焦成像技术对物体表面轮廓线进行成像,将获取的矩阵数据转换为点云数据,根据探头的移动轨迹确定坐标系,使用所有点云数据还原整个模型。首先,本文中介绍四种基础的超声合成聚焦方式以及各自的特点,选取了合成聚焦成像方法进行成像,同时提出了对物体进行立方体轨迹的检测方式,通过立方体轨迹的检测方式并记录探头移动距离。详细介绍了通过超声合成孔径聚焦成像方式所获得表面轮廓线的超声图像,并进行对检测物体的表面轮廓线的提取,将其表面轮廓线的矩阵数据转换为点云数据,通过探头的移动轨迹进行表面轮廓线的坐标系建立,通过表面轮廓线的坐标和探头的移动轨迹来进行还原模型的空间坐标系定位。提出使用点云数据量来进行还原模型的大小判定,通过在对超声图像进行边缘检测后的表面轮廓线有着明确的分界点,转换点云数据后所保留的数据确定了还原模型的大小。使用计算机仿真建立标准立方体模型以及添加阶跃性凸起结构的模型,选取128孔径的探头进行数据的采集,使用合成聚焦成像方式来进行超声成像,还原了三维点云数据模型。对于标准立方体模型,还原的三维点云数据模型整体有一定的扩大,其表面轮廓线相比于检测模型有着1.83mm的长度误差,其标准偏差为0.41mm,相对于存在阶跃性凸起结构的模型,在阶跃性凸起结构上的表面轮廓线上,有着2.01mm的长度误差,并且其标准偏差为0.75mm,在阶跃凸起结构上的表面轮廓线上的,则有着0.2mm的误差,在阶跃性凸起结构上的误差则是相比于检测模型要短。本文使用了Multi2000系统搭建了实验平台并采集了实际数据,检测模型为长方体,由于实际检测中存在噪音,所以在进行转换点云数据时为了消除噪音提高选取阈值,经过探头的移动轨迹定位以及点云数据的处理还原了检测模型,与实际模型相比,表面轮廓线上仅有1.15mm、1.20mm和1.10mm的长度误差,其标准偏差为1.23mm,由于提高了阈值,则比整体模型短。本文通过使用超声合成孔径对物体表面轮廓线进行成像获取数据并将数据处理后还原整个物体模型。使用了仿真软件以及实验继续了理论的验证。为基于超声合成孔径的三维点云表面轮廓线成像技术奠定了基础。