随着高新技术产业如电子、通信、生物医学工程等领域相关产品逐渐向小型化、微型化的发展,从而对其外形尺寸加工的精度也不断地提高,因此对目前的测量技术提出了更高的要求,并促进其向高精度、集成化、高速度方向发展。在小尺寸物体三维(3-Dimensional,3D)测量的应用背景下,基于激光干涉条纹结构光投影的3D测量方法具有系统结构灵活、条纹投影清晰、环境适应力强等优点而受到众多科学家关注。本文设计开发了一套基于嵌入式平台的3D测量系统,并针对测量过程出现的问题改进了系统硬件结构与相关软件算法,取得了较好的测量效果,本文主要工作如下:(1)基于光的偏振特性对测量系统的激光干涉条纹结构光投影与图像采集进行了优化,通过添加偏振镜降低环境光强的影响;裁剪干涉条纹图像获得待测物体关键区域并滤除图像内噪声点,然后基于高斯变换函数对干涉条纹图像的背景光强进行了均衡化处理,进一步提高了图像的亮度均匀性。(2)设计了参考条纹图像自动生成算法;通过基于光纤干涉条纹图像中未被调制部分拟合一组条纹模型以代替待测物体所在区域,然后根据条纹像素灰度值的余弦分布特性进行优化,最终恢复出完整、准确的参考条纹图像,实现了只需采集一幅干涉条纹图像即可实现对待测物体相位信息的提取,有效地降低了3D测量系统因环境变化造成的测量误差,同时提高了测量效率。(3)根据测量系统的设计指标需求选用树莓派Raspberry Pi 4作为嵌入式开发平台;通过Python语言编程对采集到的变形干涉条纹图像进行处理,包括基于傅里叶变换及希尔伯特变换的相位提取,基于条纹等值线剪切的最小二乘算法的相位解包裹,最后根据标定完系统结构参数的数学模型获得待测物体的3D信息。通过本文所设计的基于嵌入式平台3D测量系统对几种典型的小尺寸物体模型进行测量实验,对实验结果精度及耗时进行分析,表明本系统满足设计要求。本文研究内容为激光干涉结构光物体3D测量方法提供了一种新的思路,解决了微小产品、零部件的3D测量对环境要求过高的技术瓶颈,为精密加工生产等领域提供关键技术支持。