投影条纹法近年来发展非常迅速,是一种典型的光学形貌测量技术,其具有实时、全场、快速、非接触和无损测量等优点,投影条纹法不仅能测量连续物体的三维形貌,与多频方法结合还能够测量不连续物体的三维形貌测量。随着科学技术的发展,对投影条纹法的三维形貌的精度要求越来越高。提高精度不仅和测量设备有关,而且测量过程中的误差也不能忽视,投影条纹的误差主要是由于投影仪引起的非线性相位误差。本文在对非线性相位误差进行进一步研究之后,分别改进了LUT查表法的相位误差补偿方法和提出了相位误差补偿的反相法。论文的主要工作分为以下几个部分：首先,介绍了投影条纹形貌测量技术背景、发展趋势以及基本原理、投影条纹的非线性相位误差补偿方法、单频、多频条纹的去包裹技术以及高度和相位之间的转换关系。通过仿真分析非线性误差的多项式模型中各阶残余参数的影响,发现对于四步相移法而言非线性误差的频率是条纹频率的4倍。当周期相同的情况下,物体的二阶残余和三阶残余之比越接近1,非线性误差越小。当二阶残余和三阶残余比值一定的情况下,非线性误差的振幅不随条纹周期改变。其次,改进了非线性相位误差补偿的LUT查表法。通过给出LUT查表法的补偿原理,执行了标定块的单频和多频的投影条纹的三维形貌测量实验,改进的LUT方法明显补偿了非线性相位误差,证明了改进的LUT查表法的可靠性。最后,提出了非线性相位误差补偿的多频反相法,通过对相移法偏移相位n/4来改变非线性相位的符号,达到补偿非线性相位误差的目的。通过平面、台阶和球冠仿真模拟来分析非线性相位误差补偿原理的可行性,针对四步相移法而言,非线性相位误差频率是投影条纹频率的四倍。通过单频和多频投影条纹实验,验证了多频反相法对非线性相位误差补偿的有效性和可行性,提高了被测物体的精度。