条纹投影轮廓术具有高分辨率、非接触、低成本、高精度等三维测量优点,成为结构光三维测量领域中最具代表性的测量方法,在工业制造、医学生物、文物保护等领域都有着广泛的应用。随着科学技术的不断发展,对条纹投影三维测量的精度要求越来越高,光栅条纹投影测量系统中的测量精度不仅与测量设备有关,在三维测量过程中产生的误差同样也不可忽视。在条纹投影测量系统中,由于数字投影仪和CCD相机的固有性质,会导致相机采集的光栅条纹图像产生非线性畸变,使得最终解出的相位值包含周期性相位误差。本文针对光栅条纹投影测量系统中的非线性响应问题进行了深入研究,提出了基于傅里叶变换的Gamma因子快速自标定方法,通过预编码方式主动进行相位误差补偿;以及基于多项式模型的迭代相位误差补偿法,直接对相机采集的光栅条纹图像进行处理,完成相位误差补偿。本文的主要工作内容和创新点如下:（1）针对光栅条纹投影测量系统中存在的周期性相位误差问题,对光栅条纹投影测量系统的非线性响应进行了深入理论分析,由于测量设备的固有性质导致CCD相机采集的标准正弦条纹产生畸变,致使单一频率的理想正弦光栅条纹图像产生了高次谐波,相位展开后绝对相位值存在周期性的相位误差,严重影响测量精度。提出了基于傅里叶变换的Gamma因子快速自标定方法,将条纹图像转换到频率值域,对条纹图像的频谱进行分析,在Gamma非线性畸变模型的基础下,利用优化搜索函数找到光栅条纹图像的最佳预编码Gamma值。通过最小化高次谐波分量在条纹图像中的比例,完成光栅条纹投影测量系统Gamma值自标定,并对生成的光栅条纹图像预编码,最大程度降低高次谐波分量对解相位值的影响。通过仿真实验与实际物体测量实验均证明了所提算法的有效性,该算法精度高并且实用性强。（2）推导了光栅条纹投影测量系统中的相位误差模型,提出了基于多项式模型的迭代相位误差补偿算法,该算法可直接对CCD相机采集的光栅条纹图像进行处理,完成相位误差补偿。标准四步相移算法解得的相位值与理想相位值相减得到全场的相位误差值,将全场相位误差带入误差多项式进行系数求解,并根据3-sigma原则剔除掉偏离程度较大的异常相位点,反复迭代至反应相位值偏离程度的零均值变量及零均值变量的标准差收敛,解出准确的相位误差畸变系数;最后,将相位误差畸变系数带入定点迭代算法即可解得准确的相位值。通过计算机仿真实验与实际测量实验均验证了所提算法的有效性,为光栅条纹投影三维测量过程中求解高精度相位值提供了新的方法。