光栅投影结构光三维测量系统在人体和人脸测量、产品设计、快速制造系统、虚拟实现和文物保护等众多领域具有广泛的应用前景,相位测量轮廓术是目前使用最为广泛的一种结构光三维形貌测量技术。但是,光栅投影结构光测量系统普遍存在着精度低、鲁棒性差、使用条件苛刻等缺点,限制了该技术的推广和应用。本文主要对数字光栅投影中的关键问题进行了系统而深入的研究,研究内容包括相位计算、相位误差补偿、相机和投影仪的参数标定、绝对相位到三维坐标的转换等。相机和投影仪的参数标定是结构光三维测量技术的基础工作。本文首先使用张正友相机标定法对实验系统中的相机进行了标定;然后采用投影棋盘格,利用相机的小孔成像原理,将投影仪当做反向相机来对实验系统中的投影仪进行标定;最后对相机和投影机分别进行姿态估计,整个过程采用C/C++编程语言实现。相位测量轮廓术是结构光三维测量的关键技术之一,包括相位主值的计算和相位展开两个过程。本文使用四步相移法计算了光栅条纹图像的相位主值,使用多频外差原理对相位主值进行相位展开,得到了绝对相位值。在相位展开的过程中,本文通过实际测量和分析,找到了光栅条纹级数的跳变是相位展开误差的来源,在此基础上,提出了一种多频外差相位展开的误差补偿方法,实验结果表明,本论文提出的算法能有效消除这种跳变错误。