伴随着社会和科学技术的飞速发展,人类不再满足于获取物体的二维信息,物体三维信息的获取就显的尤为重要,所以三维测量技术需要高精度、高效率的行业,例如制造业。在光学三维测量技术中,基于结构光三维测量技术和双目立体视觉技术为三维测量技术的重要分支,两者在测量精度、效率等方面优势突出被制造业青睐,得以广泛应用。双目立体视觉技术对弱纹理和重复纹理的物体,因纹理区分度不够,匹配困难而影响了测量精度;对于基于结构光的三维重建技术,因投影仪的制造精度以及标定的精度限制了该技术的测量精度。本文将结构光技术与双目立体视觉技术相结合,避免投影仪的标定引入的误差,使用结构光增加物体表面纹理信息,采用相位匹配的方式构建了基于双目彩色结构光的三维重建方法。本文主要对结构光技术进行了研究,双N步相移法虽然可以降低由系统的非正弦性引起的相位误差,但是增加了一倍投影条纹的幅数,增加了相机采集图像时间。针对此问题,本文提出了一种彩色双N步相移法,它将原相移条纹采用蓝、绿颜色进行编码,组成一组彩色条纹相移图,将附加相移条纹以同样的方式编码组成一组彩色相移条纹图。将编码后的彩色相移条纹进行投影,对相机采集的彩色条纹图进行颜色解耦和,并分别进行求解包裹相位,将两包裹相位进行融合以减小相位误差。将二十步相移作为理想相位分别与彩色四步相移、彩色双四步相移比较,彩色双四步相移相对于彩色四步相移相位均方根误差减小39%。相对于未做颜色解耦和的彩色双N步相移法,本文所提方法的相位均方根误差相对减少16%。实验结果表明,所提方法能有效降低相位误差。本文首先对双目立体视觉三维重建进行了研究,梳理了立体视觉的理论知识,从而引出双目结构光三维重建原理和系统流程。其次,对双N步相移法进行了研究,提出了彩色双N步相移法,并对单N步相移、双N步相移、红外单N步和红外双N步、彩色双N步相移、未做颜色解耦和彩色双N步相移做了相位误差实验,并做了分析。最后,基于本文提出的彩色双N步相移搭建实验平台,对测量块进行三维重建并对系统进行精度评估以及对系统误差进行分析。