三维轮廓测量是一种利用机器视觉还原物体三维形貌的技术,在工业生产、医疗诊断、文物保护等领域得到广泛的应用。基于结构光的非接触式三维测量由于其无损、高精度等特性成为目前研究的重点具有广泛的应用前景。本文在总结当前三维轮廓测量技术发展的基础上,对于相位测量法的关键问题进行了理论研究和实验。本课题的主要工作包含以下几个方向:1、分析三维轮廓测量技术的发展现状,对各种三维测量技术进行对比,确定本课题采用光栅投影三位轮廓测量技术,并对其原理及关键技术进行研究。2、研究正弦条纹投影的方法,对DLP投影仪、光纤干涉条纹投影和正弦光栅投影三种方法进行了实验,结果表明,正弦光栅投影最适合三维测量系统。设计了投影系统光路,进行了仿真和实物搭建,获取了良好正弦性的条纹图样。3、对图像预处理进行研究,各种投影方法产生的正弦条纹图样都存在对比度低、光强不均匀和图像噪声的问题。提出直方图自适应拉伸算法对图像分数据单元处理,同时高斯滤波方法可以有效去除图像的随机噪声。4、研究相位解算与展开,分析相位展开出错问题,提出了单、双周期标记法,为相位展开提供基准周期。计算标记函数,由突变处开始展开,以避免因为累积误差产生相位展开错误。