通过对现代数控系统和非接触式测量技术的深入研究,利用数控系统日益提高的速度、精度和开放性开发了三维测量软件平台,研究开发了快速高精度的三维测量及后置数据处理的算法模块。三维测量数控软件平台本身也可以作为软件产品应用于先进制造、电子封装、产品检测等领域。本文首先从机械、硬件、软件三个方面介绍了数控激光三维测量系统的体系结构,然后对该测量系统的一些关键技术做了深入的分析和研究。本文分析了点光源测头的光束方向偏差对测量结果精度的影响问题,介绍了标定测头光束方向的原理,并设计了仿真程序验证了标定过程,对仿真结果和仿真的标定误差进行了深入的分析。对于激光扫描采用线结构光测头的情况,本文分析了线结构光测头在其光片方向的误差问题,提出了一种实用的线结构光测头光平面方位的校准方法。完成了线结构光测头光平面方位校准的软件仿真程序。该仿真程序可以辅助用户通过交互方式实现线结构光测头光片方向的调整。本文提出了一种从三维散乱数据点云中采用自动方式进行几何特征提取的方法,并给出了实现的算法。在柴油机引擎以及牙颌的三维扫描数据云的实例上对该算法进行了应用,并给出了柴油机引擎和牙颌数据云反求后的线框模型的结果。在上述成果的基础上完成了三维激光扫描数据云处理软件模块的开发。该软件模块能够实现对激光扫描得到的数据云进行显示、分层、处理、反求等功能。