随着三维测量技术实际应用领域的不断扩展,面结构光技术以其非接触,高速度,高精度等特有的优势逐渐占据主导地位,具有广阔的应用前景。本文以开发面结构光三维光学扫描系统为背景,针对目前结构光测量技术的局限性与缺陷,深入研究了高光表面(如金属,涡轮叶片),复杂面型(如含孔,洞孤立区域),颜色对比剧烈的表面,深暗色表面等不同表面的免喷涂光学测量技术。　　 本文着重从以下几个方面进行了研究:　　 (1)研究并实现了标准四步相移法和多频外差原理,并通过实验证明多频外差技术比传统的格雷码加相移技术抗干扰能力强。　　 (2)提出了采用多次曝光和投影仪一摄像机单目测量系统相结合的方法来测量高光表面。并针对多次曝光速度慢的问题提出了图像融合技术,在保证精度的同时大大提高了效率。　　 (3)在采用双目与单目测量系统相结合的过程中,本文实现了投影仪标定算法,把投影仪看成是另一个相机,通过建立相机图像与投影仪图像之间的关系,将投影仪标定转换为成熟的双目标定。本文对投影仪非线性进行了研究,实现了投影仪的非线性误差补偿。　　 (4)对镜头的畸变提出了一种简单,高效的校正方法。　　 (5)实际应用产品中,速度是一个重要的指标。本文研究了双频原理,并针对双频技术易受噪声干扰的缺点,在实现的过程中对其进行优化,提高了双频算法的抗干扰能力,将其应用到实际测量中。