随着测量技术和计算机的发展,三维测量逐渐成为计算机视觉的一个重要研究领域。通过三维测量技术能够实现文物保护、人脸检测、工业检测以及智能制造。结构光测量因与被测目标不直接接触,具有精度高、速度快等优点,成为了目前主流的三维测量方法。本文针对现有的结构光系统标定精度不高的问题,以结构简洁、紧凑的单目结构光系统为基础,对影响测量精度的棋盘格标定板图像角点的提取方法、相机以及系统的标定方法进行了研究。首先,在深入调研了结构光系统中相机标定和系统标定方法的基础上,根据各坐标系间的关系及相机标定的原理,分析了相机的数字成像模型和畸变模型。将投影仪成像模型视为逆向的相机成像模型,建立了相机与投影仪相结合的系统测量模型,为相机和投影仪以及系统的标定奠定了理论基础。接着,将相机获取的棋盘格标定板图像角点的二维像素坐标与世界坐标系下的三维坐标联系在一起,重点研究了棋盘格标定板图像角点的提取方法。详细分析了Bouguet亚像素级角点提取算法的原理和提取流程,针对其在较差的光照条件和较大的镜头大畸变下存在的不足,提出了基于角点灰度分布特征的棋盘格角点提取算法。通过棋盘格标定板图像的对比实验,分析了所提算法在鲁棒性和精度上的优势。最后,研究分析了单目结构光系统中的标定算法。分别对相机标定、投影仪标定和系统标定进行了研究。在相机标定方面,针对张正友标定法的不足提出了基于畸变中心的线性标定法;在投影仪标定方面,针对单应性矩阵建立相机像素坐标与投影仪像素坐标映射关系的过程中产生的误差,采用二元二次多项式进行补偿。最后搭建相机和投影仪组成的测量系统实验平台,通过编写相机图像采集软件获取数据,实现了系统中相机、投影仪以及系统的标定实验。将重投影误差作为精度评估标准验证了标定方法的有效性。通过本文的研究,实现了单目结构光系统的有效标定,提高了相机、投影仪的标定精度,这对结构光测量的精度提升十分有益。