光学非接触测量技术是反向工程(RE)中数据获取的关键技术,最近发展起来的双目CCD光栅投影结构光测量法可以一次同时获得一个面的高密度点云数据,较之传统的测量技术具有测量速度快、表示精度高的优点,因而得到越来越广泛的应用,在国民经济中起着越来越重要的作用,而当前该技术的研究在国内尚处于起步阶段.本文对这种测量方法的关键技术做了系统深入的研究.本文采用了Gray编码和相移法相结合的空间编码方法.采用Gray编码能够最优化编码步数,而且稳定性高;采用相移法能够给出更高的测量空间精度.本文给出了周期错位的判断和调整方法,并且对孔洞边缘和独立区域的复杂周期错位进行了深入的研究和探讨,提出了专门的解决方法,能够实现复杂周期错位的判断和调整.此外,在课题研究中设计了一台光栅投影测量设备,建立了一套完善、实用的双目式光栅投影结构光测量系统(包括软件系统和硬件系统);使用该系统对本文提出的空间编码方法、周期错位处理方法及下面的各种方法进行了具体的实验,实验结果证明了它们的可行性和实用性.对于左右相位灰度图的匹配问题,由于匹配量大、匹配要求高,采用传统的匹配方法很难快速准确地实现匹配.对此,本文提出了一种新的匹配方法——外极相位匹配法.在该方法中给出相位灰度线的概念和定义确定线绝对相位;在匹配过程中,首先根据相位灰度线把相位灰度图分成多个较小范围的点集,并根据线绝对相位实现左右图像中相位灰度线点集的匹配;然后在这些对应匹配的点集内,通过外极斜率实现各象素点的匹配.该方法的应用,不仅能快速实现相位灰度图的匹配,而且能够获得高的匹配正确率.本文提出了一种新的自适应采样方法.该方法包括基本采样和自适应采样两个阶段,通过基本采样获得适当的采样密度点云,确保该测量的基本表示精度;在基本采样的基础上,对于局部曲率变化大、尺寸差别大的特征,通过曲面微分进行自适应采样,进而提高测量对象的表示精度.为了获得大型和复杂测量对象的整体数据,往往需要在多个视场对其进行测量,然后通过配准方法进行配准和拼合.在配准过程中,采用过去的配准方法容易出现特征误配准问题.为此,本文提出了一种新的配准方法,该方法通过直接配准获得初步的配准结果,在此基础上,再通过点对点的表面距离最小化方法进行优化;并且在多视点云配准过程中,通过拼合区域的搜索和拼合计算获得单层配准点云,减少累积误差.该配准方法的应用不仅能避免可能产生的误配准,而且能够提高配准精度.