三维轮廓测量与重构在反向工程、机器人视觉、产品质量的在线检测以及动画制作等领域的应用日益广泛,本文在分析传统的投影双频结构光的三维轮廓测量与重构方法的基础上,将空域均值法应用于双频三维轮廓测量与重构中。该方法是通过采集一幅投影到参考面的空域均值图像,用参考条纹图和物面条纹图分别减去该均值图像,然后应用双频法进行相位展开,从而得到物体的三维轮廓。该方法可以扩展传统双频法的有效频带宽度,具有更好的适应性,也相应地提高了测量与重构的适用范围。本文较详尽地介绍了基于空域均值法的双频三维轮廓测量的原理,探讨了相位与高度之间的关系,并详细分析了系统输入、输出之间的关系。在以上工作的基础上,通过对物体模型的测量,证明该系统的输入输出满足线性关系,并且可以较好地完成三维物体轮廓测量鱼重构的任务。本文主要工作包括以下几个方面:(1)介绍了当今比较流行的三维测量的方法,并较为详细的阐述了基于投影结构光的几种测量方法的原理;(2)按照相位展开过程与展开路径的关系进行分类,详细介绍了三维测量过程中不同相位展开方法的原理、应用范围与局限性,并给出了改进的方法;(3)详细阐述了“基于空域均值法的双频三维轮廓测量与重构”的原理,并对测量精度、最大测量范围、物体最大陡度以及投影条纹的周期进行了细致的分析与说明;(4)介绍了我们设计的用来实现三维测量与重构的计算机软件的功能与适用的范围;(5)分析了系统输入、输出之间的关系,在此基础上通过对物体模型的测量,证明该系统的输入输出满足线性关系,并且可以较好地完成三维物体轮廓测量与重构的任务。论文所做的理论分析、系统搭建、计算机仿真、软件设计与实验为今后的三维轮廓测量技术的进一步深入研究提供了有益的帮助和借鉴。