我国煤炭资源储量逐年下降,开采技术落后导致的资源浪费现象却日益严重,因此,煤炭智能化高效开采技术的研究越来越受到重视。针对煤炭资源短缺、开采效率不高以及自动化智能化程度较低等问题,本文将三维激光扫描测量技术引入到煤炭智能开采中,在分析了系统扫描测量原理与采掘现场空间信息的采集、处理和传输等环节的基础上,研发出一套应用于煤矿井下场景测量的三维激光扫描系统,为实现智能开采提供了完善可靠的采场环境信息支持。系统采用高速激光测距传感器AR2500,配合高精度角度编码器,在步进电机驱动下构成三维激光扫描结构。考虑到系统的实时性要求和应用前景,本文设计了一种基于ARM Cortex-M4微控制器的嵌入式点云采集控制系统,并移植了小型开源协议栈Lw IP(Light Weight IP)来实现与上位机软件的数据传输和指令传送。上位机软件借助开源应用框架Qt编写,通过标准网络协议与扫描装置通信,实现点云接收、控制命令发送、点云显示、点云预处理和数据存储等功能。系统在获取点云的过程中,由于器件测量误差和环境干扰等因素,生成的点云叠加了大量随机噪声。为了获得高质量的点云,深入研究了点云的降噪、平滑和简化等预处理技术,提出了高效的预处理算法,取得了理想的效果。此外,针对系统固有的测量误差,在分析了误差来源的基础上,提出了系统参数的修正与校准实验思路,从软件算法层面提高了系统的测量精度。通过本文设计实现的三维激光扫描系统,可以快速准确地获取矿井下的三维场景可视化模型。体积小、采样速率高、成本低廉和方便联网等特点,使得该系统具有广阔的应用前景和研究价值。