随着航天、航空、造船、汽车和模具工业的飞速发展，逆向工程已经成为先进制造技术业的一个重要环节，而实现逆向工程的一个基本步骤是零件表面三维数据的采集和三维模型重建。国内外现阶段，完成数据采集主要依赖接触式三坐标测量机。而接触式三坐标测量机具有价格昂贵、不能测量软质物体等缺点，所以发展非接触式三维激光测量系统十分必要。 本文以非接触式激光测量系统为研究对象，实现了三维非接触式激光测量系统的硬件搭建和软件系统开发。 本文搭建了三维非接触式激光测量系统的硬件平台；分析了基于激光点光源法的物体表面三维坐标的拾取原理，对软件系统进行了总体方案设计；为了提高系统测量的精度，本文提出了一些改善措施，如针对三角激光测头本身所固有的非线性，分析了激光测头在测量过程中的动态特性，提出了先采取试验方式测得数据，再作局部线性化处理的修正方法，并结合试验结果，推导出扫描速度与被洲面形状的关系；对软件系统进行了模块化设计，包括运动控制和数据采集模块的设计等。 最后，利用搭建好的三维非接触式激光测量系统，对一个凹槽零件做了测量实验，验证了该系统的可行性，为三维零件逆向工程的实现奠定了基础。