本发明公开了基于分层高斯混合模型的机器人快速鲁棒三维重建方法。该方法包含以下步骤：机器人获取测量对象点云数据，GPU加速生成分层高斯混合模型和测试集，构建及更新配准网络，全局优化配准网络，更新重建的高斯混合模型，重复上述步骤直到机器人在所有测量点完成测量，重建测量对象的三维点云模型，分析和评估重建结果。该方法通过GPU并行计算加速点云数据生成分层高斯混合模型，同时能有效处理噪声和测量的不确定性，提高三维重建的速度和效率，通过构建配准网络和更新配准网络，以及全局优化配准网络来减少联合配准误差，保证三维重建的精度。本发明自动化程度高、重建速度快、鲁棒性强，特别适用于工业场景大型测量对象的稠密点云三维重建。