本发明公开一种基于多局部模型拼接的大范围室内空间三维重建方法，通过传感器移动平台位姿序列及其对应时刻的彩色图像和深度图像，基于截断有向距离场算法实现实时的三维重建，还针对存在的全局一致性偏差问题展开了研究，通过迭代最近点算法给出了稳定有效的多局部模型拼接方案。本发明的主要创新点在于：基于体素表达的增量式三维重建、基于迭代最近点策略的多模型拼接两部分。所述基于体素表达的增量式三维重建将场景空间分割成多个大小相同的细小立方体体素，通过对体素赋予有效距离值和权重值来非显式地模拟真实场景的三维表面。所述基于迭代最近点策略的多模型拼接方案对多个重建子模型的重叠区域进行三维匹配，并将不同区域的若干个重建子模型匹配到统一的坐标系中，从而得到高质量、完整的、一致的大范围室内空间三维模型。本发明提出的三维重建方案能够准确地恢复真实场景的尺度信息，通过对比重建模型中的物体尺寸的测量值和真实值验证了本发明提出的重建方法的可行性和实用性。