三维激光扫描仪和数码相机的联合标定是实现点云和影像数据融合、优势互补的关键技术之一。目前常用的联合标定方法是基于人工辅助方式或者二维平面标靶实现的。基于人工辅助的方法会带入人为误差且自动化程度较低；基于二维平面标靶的方法受平面标靶特性、实验环境的限制。论文提出了基于三维立体标定靶的联合标定方法，设计了联合标定模型，并对模型进行了验证。论文的主要工作包括：1．在分析三维激光扫描技术原理的基础上，研究了三维激光扫描仪的误差来源和地面三维激光扫描仪检校模型。2．设计了以圆形回光反射人工标志为特征点的三维立体标定靶，提出了人工标志快速自适应定位算法。人工标志快速自适应定位算法可同时实现人工标志在点云数据和影像数据中的快速定位，为三维立体标定靶的应用奠定基础。3．提出了基于回光强度的测距误差修正模型。该模型可对点云中与回光强度相关的测距误差进行修正，修正后点云质量明显提高。该模型对三维激光扫描仪、以及测距原理相同的激光测距仪的检校，都具有重要的参考价值。4．设计了基于三维立体标定靶的联合标定数学模型。在分析激光扫描原理和相机成像原理的基础上，对扫描仪和相机的联合标定进行了数学仿真验证和半实物仿真验证，证明了联合标定模型的有效性和稳健性。5．搭建了三维激光扫描仪与数码相机联合标定实验平台。在需求分析的基础上，设计并编程实现了扫描仪与相机的联合标定软件，并给出了运行实例。通过扫描仪和数码相机的联合标定，扫描仪和相机可实现在空间上的同步，为点云和影像的数据融合奠定基础，为充分发掘相机在扫描系统中的应用提供保障。