本文在对各种三维信息获取设备做了大量调查和性能分析的基础上,围绕结构光视觉测量系统展开研究,不仅完成了原型系统搭建,并对相关的关键技术进行探讨,主要包括原型系统的自动化标定、编码图案的设计及解码和三维重构的计算。系统的标定主要包括摄相机和投影仪标定两个部分。在详细推导系统标定理论公式的基础上,实践了标定过程自动化方案。摄像机标定过程中,利用棋盘格角点的局部灰度特征和由栅格线构成的结构特征,实现了棋盘格角点的自动定位与识别;投影仪标定采用伪随机阵列编码模板,提出特征点定自动检测算法,并结合模糊聚类方法完成识码解码过程,自动输出特征点的行列数目及按序存储的坐标矩阵,为后期亚像素角点的检测提供了完整数据,提高了标定效率。通过对结构光编码技术的细致比较和具体分类,最终选择了二值编码方案(Gray Code + Line Shifting)和彩色编码方案(多值格雷码)二套方案,分析它们的编码特性,应用分治算法生成编码图案;经投影仪投射后,采集相关的编码图像,分别借助动态阈值和图像分割理论完成图像的解码识码,并输出图像采样点在编码图像和投影图案中的对应数据。最后根据三角测距原理,结合前期的标定参数,计算得到被测物体的三维点云数据,建立散乱点云的拓扑关系并将其网格化。后期的实验均采用自主开发的原型测量系统,它可以在较短的时间内完成1m×1m×0.5m范围内三维物体一个面的数据采集工作,结果显示,该测量系统很好地满足了设计要求,且能够达到0.1mm的精度。