一种基于3D视觉传感阵列的表面点云数据获取方法及系统，对3D视觉传感设备进行标定，获得相邻3D视觉传感设备之间的RT矩阵；设定拍摄顺序，利用3D视觉传感设备拍摄左右图像，通过相位值建立左右图像中的点对匹配关系，获得左点云和右点云；应用一次ICP算法求解左点云和右点云之间的刚体变换矩阵；根据相位值建立的匹配关系对左点云和右点云中未能进行匹配的点云进行剔除并对剩余的点云进行融合得到一片完整的点云。本发明为进一步检测被测表面可能出现的凹槽、凸起、变形，平面平整度等的详细信息提供数据分析依据，提升表面缺陷识别效率。