移法3D成像测量技术因其具有非接触性、测量速度快和容易实现自动化等特点越来越受欢迎,被大量的应用于各个领域,例如虚拟现实、机械工程、机器人引导和逆向工程等。随着需求的不断增加,如何有效的发现影响成像精度的因素同时提出提高测量精度的解决办法,显得越来越重要。本文利用相移法实现三维成像,确定了成像所需的数据处理方法。仿真研究了影响成像精度的因素,提出精度受限的原因,同时完成了三维成像实验。首先,综述了国内外利用相移法实现三维成像所取得的成绩,以及进行成像分析时提出的影响成像精度的因素,为本文的研究提供参考依据。其次,确定了相移法三维成像的成像原理。基于MEMS振镜扫描投影原理、三步相移法和时间相位展开法,利用摄像机成像原理和坐标变换建立了成像系统数学模型。同时分析了误差和精度的度量方式,提出了本文的误差评定方法。结合成像原理和数据处理方法提出了影响成像精度各因素的研究方案。再次,通过仿真模拟成像过程,研究了半导体激光器作为光源、鲍威尔棱镜作为线性发生棱镜的线光源的均匀性,激光束线宽大小,激光束高斯调制,噪声,图像饱和度,工装调试精度和光学镜头光强传递性这七个因素为三维成像测量带来的误差。通过比较各因素对成像精度影响程度的大小,确定影响成像精度的主要因素,提出实现高精度成像的可行性方法,同时研究了半导体光源的性质。最后,结合实际测量需求,基于成像原理搭建了一套三维成像测量系统,设计了控制信号。完成了平面、人脸石膏像和纸盒的成像实验。平面成像测量均方根误差为2.2612mm;人脸石膏像还原可以清楚辨别面部形态;还原三个纸盒前后位置距离,还原精度为厘米量级。通过三维成像实验验证了成像精度影响因素的研究成果。