光学三维传感是信息光学中一个重要的研究领域，采用结构照明的三维传感方法，包括位相测量轮廓术(Phase Measurement Profilometry，简称PMP)、傅立叶变换轮廓术(Fourier Transform Profilometry，简称FTP)、调制度测量轮廓术(Modulation Measurement Profilometry，简称MMP)等，近年来受到了极大的重视。 调制度测量轮廓术是一科，垂直测量方法，物体的高度被编码在物体表面的调制度信息中，可以测量有高度剧烈变化和空间不连续表面的复杂物体，避免了基于三角测量原理的三维传感技术遇到的阴影、遮挡等难题。根据调制度获取方式的不同，调制度测量轮廓术可以分为基于傅里叶分析的调制度测量轮廓术和基于相移技术的调制度测量轮廓术。基于傅里叶分析的调制度测量轮廓术只需要一帧条纹图就可以获得一帧调制度图，与基于相移技术的调制度测量轮廓术相比具有更快的测量速度，本论文的工作就是在已有的研究工作基础上，进一步完善调制度测量轮廓术的理论，重点研究基于傅里叶分析的调制度测量轮廓术的实际应用问题。主要研究成果如下： 1．以调制度焦深为基础建立了调制度测量轮廓术测量系统的设计方法，完成了测量系统的参数设计，确立了选择测量系统硬件的原则并建立了相应的测量系统；建立了调制度焦深和系统测量精度之间的关系，详细讨论了影响系统测量精度的各种因素。 2．提出了调制度测量轮廓术测量系统的校准方法，完成了测量系统的校.呵大李博士李位论文摘要准，经过校准的测量系统精度有较大提高。3.详细分析并比较了几种调制度测量轮廓术高度恢复算法，包括极值 法、重心法、二次曲线拟合法等。以高斯模型为基础，根据调制度分 布曲线的特征，设计了一种新的高度恢复算法—高斯曲线拟合法。 这种算法克服了其它算法的缺点，具有更高的精度和更广泛的适用 性。4.将两种新的垂直扫描技术(调节光栅物距和调节投影系统焦距使光栅 成像面扫描物体纵深范围)和视频图像获取方法应用于调制度测量轮 廓术的测量系统中，新的测量系统具有测量范围大、测量精度可调、 体积小、自由度高、易于实现仪器化的优点。5.首次详细、完整分析了相移误差和高次谐波对调制度测量轮廓术的影 响，利用特征多项式法设计了一种对二次谐波和相移误差都不敏感的 调制度相移新算法，称之为4+2帧算法。本文的工作为调制度测量轮廓术的实际应用奠定了基础。关键词:光学三维传感，调制度测量轮廓术，傅里叶分析，调制度，调制度 焦深