空间物体的三维形貌测量一直是工程学上的重要课题,对逆向工程、产品质量检测、空间识别和三维建模领域都有着重要的意义。结构光投影由于其具有稳定,精度高,尺度大等优点,被广泛运用于三维传感和三维测量领域中。彩色系统有三个颜色通道,能扩展一次采集所能得到的数据容量。本文对彩色结构光系统的关键技术进行了深入研究。首先,研究了彩色结构光条纹的编码策略和相位展开算法。本文将连续编码的正弦结构光图案与彩色系统的三个通道结合,利用相位轮廓测量术的三步相移法原理,配合均匀照明的纹理图像,设计了一种采集方案,该方案只需采集两幅图像即可实现对彩色物体的轮廓采集。其次,研究了将三个颜色通道的串扰消除的方法,分析了串扰产生的详细原因。先对投影机及单片式彩色摄像机的通道分离与采集原理进行了分析,并通过事先测定的串扰矩阵,设计了一种针对一般彩色摄像机的软件串扰消除方法。同时,为了提高各个色彩通道的利用率和减少噪声,利用分色棱镜和经过特殊设计的滤光片设计了一种基于3CCD结构的通道分离系统,从硬件上将串扰降低到很低的数量,再利用上述软件分离方法,可以将串扰的影响降低到最小。同时验证了通道分离的效果,给出了曲线的误差。最后,研究了对结构光系统进行标定的方法,采用隐式标定法对系统进行了深度标定,并基于两步法实现了对系统的横向标定。分析了上述采集过程的数据处理流程,给出了实现上述采集策略的具体方法。研究了投影机的非线性效应的校正过程。同时利用OpenGL实现了三维形貌的重建。