基于光电成像系统的三维信息传感技术已在工业自动化、医学诊断、视觉导航等领域取得了广泛的应用。尤其在自动化流水线、机器人视觉导航及机械臂装配等方面,空间深度信息的测量成为了3D信息获取的核心技术。特别地,在实时性要求较高的应用环境中,高精度、高效率的深度信息采集技术是满足现代化高性能生产的前提。本课题结合立体视觉与主动式结构光技术,研究了一种实现深度信息快速测量和系统小型化的技术方案。针对高精度、高速度深度信息采集的技术需求,通过单幅彩色编码光辅助照明,利用双目相机完成不同方位的图像采集,根据匹配算法以及三角测量原理解算物体表面的三维信息,具体内容包括:1.构建了运动物体深度信息测量的技术方案。通过研究立体视觉模型和深度测量原理,设计主动式立体视觉系统,完成系统的标定与矫正。该系统弥补了单目视觉系统视场小、需要标定投影仪的缺点,解决了被动式系统难以对纹理特征少的物体匹配的问题。在投影一幅结构光的前提下,利用投影仪给物体增加纹理,双目相机捕捉同一时刻不同视角的编码图像进行解码和匹配,根据三角测量原理恢复二维图像的三维信息,实现了运动物体的深度测量。2.设计了单幅彩色空间结构光的编解码方案。设计生成单幅彩色编码,使用粗匹配+精匹配的方式获取视差图,通过左右条纹匹配确定条纹的对应关系,完成以条纹为单位的粗匹配。在条纹宽度上进行灰度相关性计算来对比不同局域立体匹配算法的效果,选择错误率低的算法实现精匹配。此方案在一定程度上克服了空间编码视差图稀疏的局限性,有效提高了测量的速度和精度。通过自适应的窗口大小以及视差图空洞填充算法来获取更为精确的视差图。3.完成了深度信息采集技术的实验研究。以MFC为框架开发了获取物体视差图的图形用户界面。利用三角原理进行深度测量和轮廓拟合实验,增加三维测量功能,对物体的3D坐标数据进行解算。从实验结果及系统模型出发,检验系统精度,分析测量误差与系统结构参数的关系。4.研究了嵌入式图像处理系统的算法移植方案。为了使此项技术脱离PC,提高算法运算效率,实现实时化、小型化、便携化的技术要求,基于Linux操作系统搭建算法开发平台,将算法进行移植,进行嵌入式技术学习研究。以上研究构成了一套完整的基于主动光照明的空间深度信息测量系统,给出了应用单幅彩色结构光法结合立体视觉法对动态物体三维面形测量的应用实例。