面结构光形貌测量系统一直朝着高速、高精度、集成化和嵌入式化方向发展。目前高速高精度结构光系统主要依赖GPU（Graphic Processing Unit）承担结构光解码和三维重建过程的计算任务。但GPU功耗和体积较大,不适于集成化和嵌入式化的产业需要。而FPGA（Field Programmable Gate Array）由于其硬件资源可配置能设计出完全并行、流水线的计算架构,不受限于冯·诺依曼结构,因此具备极佳的功耗算力比;同时FPGA与软核或硬核处理器相融的异构计算平台更为高速高精度结构光测量系统的嵌入式化提供了新的方向。因此,采用FPGA承担或加速结构光测量系统的计算工作已成为业界技术发展的新趋势。本文系统地进行了基于FPGA的相移结构光测量技术与系统实现的研究。本文将FPGA承担的相关工作划分为:计算加速模块、图像缓存模块、通信控制模块,并采用了软硬件协同工作的框架,充分发挥Xilinx ZYNQ平台ARM+FPGA的优势。另外,本文初步搭建了一个基于FPGA的相移结构光测量原型系统,并进行了仿真和实验验证。本文研究工作如下:1、基于逐级回退求解绝对相位的三频四步相移算法,发挥FPGA并行、流水线计算的优势,研究FPGA相移解码计算模块,实现并行处理输入的12路图像数据。2、针对多帧结构光编码的FPGA解码计算模块的并行输入需要,以读写控制状态定义、读写跳转、乒乓地址切换、多存储器多路输出模块为研究重点,研究基于Xilinx DDR控制器IP核的多帧图像乒乓缓存控制架构,实现兼容单次测量与持续动态测量的图像缓存架构。3、从软硬件协同工作角度,在ZYNQ-PS（Processing Subsystem）端完成了相机和投影仪控制,并设计了ZYNQ-PL（Programmable Logic）端与PS端进行少量数据与大带宽数据传输的通信模块,为FPGA结构光测量系统能够独立工作提供了必要支撑。4、分别搭建了PC平台与FPGA平台的结构光测量系统,并进行了相关实验研究。在PC平台上完成了系统标定工作,基于两个实验平台进行了的测量实验。验证了本文所设计的FPGA相移条纹三维测量系统的精度。