因材料的变形导致的结构失稳会伴随着一些事故的产生,其中岩石和岩体的变形可导致地震、山体滑坡、地表沉陷等地质灾害的发生。由于灾害的发生给人类带来了巨大的灾难和损失,因而变形测量所受到的重视程度越来越大。而三维形貌测量不仅可以反映物体的性质间接用于变形测量还可直接用于变形测量。在此情况下,结构光三维形貌与变形测量系统就应运而生了。该系统的测量精度很大程度上取决于系统的标定精度,因此,对该系统的标定方法进行深入研究显得很有必要。本文对前人已提出的各种视觉模型进行了对比分析与研究,在此基础上建立了混合畸变差视觉模型,该模型可以精准的描述摄像机及投影仪的各种畸变。精确合理的数学模型为得到高精度标定结果奠定了理论基础。其中将混合畸变差模型运用于投影仪标定更是一种创新,采用该模型对投影仪进行标定的研究至今鲜有报道。为了实现系统的自动化标定,本文对传统摄像机标定中经典的标定物做了总结,通过分析比较并在满足摄像机自动化标定需求的基础上设计了一种二维平面标定板图案。在采用亚像素椭圆拟合算法提取出标定板实心圆形标志点的中心坐标后,提出了一种能对所有圆形标志点自动编号的算法。实验结果显示该算法实用、鲁棒性强且稳定性好。综合考虑张正友标定算法以及本文所采用的视觉模型,对算法中初值的选取以及优化过程进行了改进,并完成了摄像机标定,标定结果显示本文设计的标定模板、提出的自动编号算法以及改进的标定算法都是非常有效的,标定算法具有很高的柔性、标定精度高且稳定性好。将投影仪视为逆向摄像机,为了得到高精度的投影仪标定结果,采用投影仪DMD图像生成方法并获取其特征点信息,采用摄像机标定方法对投影仪进行了标定,标定结果表明该方法是合理的且采用混合畸变模型可提高标定精度。分析了获取摄像机与投影的位置关系的方法并推导了求解公式。最后为最大限度的实现系统自动化标定,设计并开发了结构光三维形貌与变形测量系统标定软件,文中对主要功能模块的设计以及相互之间的关系进行了阐述,并给出了软件的界面。