三维测量技术是一项依托计算机视觉,融合信息光学、机械控制、电路系统的新型测量技术,具有非接触、精度高、实时性好、适应性强、信息量丰富等优势。随着相关硬件、软件性能的飞速进步和成本不断降低,三维测量技术的优势逐渐得到充分发挥,在生活、生产、科研、军事等各个方面已经得到了广泛的应用。基于条纹投影轮廓术的三维测量方法是三维测量技术中最常用、最有效的方法之一。然而,其测量速度和测量精度依然是需要进行重点探讨、研究的问题。相较于格雷加相移的三维测量方法,格雷码是一种基于强度的编码方式,其对环境光、相机噪声、测量对象表面的反射率等较敏感,从而影响测量对象三维重建的效果;而条纹中的相位对以上提及的干扰因素影响少,鲁棒性强。因此,基于相位的编码方式的相位编码条纹,免疫性好,在相位解包时能准确得到条纹级次,可以测量不同表面反射率的物体。本学位论文针对基于相位编码条纹加相移的三维测量方法实现快速、高分辨率的关键问题展开研究。本文的主要研究内容和工作如下:1.改进了基于灰度相位编码条纹周期校正的三维测量方法。条纹投影轮廓术大多都采用投影仪倾斜的相交轴测量系统,参考平面上的光栅条纹周期会出现展宽的现象,由CCD相机垂直记录下这些周期非均匀的光栅条纹,在三维重建后,其测量精度将会明显降低。研究了条纹周期展宽的规律,生成周期非均匀的正弦条纹,提出根据非均匀正弦条纹,反求得到与之对应的周期非均匀相位编码条纹,作为投射条纹。实验结果表明,投射周期非均匀的正弦条纹和相位编码条纹,能实现精确相位解包,降低相位误差,从而提高测量精度。2.改进了基于彩色相位编码条纹结合相移的三维测量方法。基于单一通道的灰度条纹测量技术已难以满足现今快速、高精度地测量物体三维面形这种发展趋势。因此,研究了使用相位条纹嵌入三个通道中,形成彩色条纹,通过增加通道的数量,减少投影条纹的幅数,从而提高测量速度。然而,使用彩色条纹各通道间必然存在着串扰,同时,测量精度也受到系统非线性效应的影响。使用软件算法将校正通道的串扰、三色强度失衡及系统非线性,来降低测量误差。采用新的条纹级次校正方法,降低解包裹出错率。实验结果表明,彩色相位编码结合相移的三维测量方法能够提高整体测量速度,测量精度也有所提升。