光栅投影技术在三维重构领域备受关注和研究,它主要在工业产线、医疗诊断、智能驾驶、人脸识别等方向应用广泛。该技术具备构造简便、检测精确、速度快、对工作环境要求较低等特性,是目前使用的最为普遍的主动式非接触三维测量技术。本文以理论研究为基础、仿真实验为依托,并借助实验验证平台来对物体进行三维重构研究。通过光栅投影视觉测量的系统原理模型建立图像相位与物体高度之间的映射关系,为三维重构系统研究奠定基础。对三步、四步、五步相移法及傅里叶变换轮廓术等相位主值求解算法进行分析及仿真实验,经实验结果对比表明四步相移法具备操作简单且实验误差小等优点。为得到连续相位,对格雷码、多频法、支切法以及最小二乘法等常用相位展开法进行分析研究。在上述传统算法的基础上,本文提出一种基于DCT的菱形相位展开算法,并对此算法进行原理分析及仿真实验验证,通过对相位图的行向量进行实验对比得出该算法相较于传统算法的重建效果更优,使相位展开图的质量得到显著提升。本文对相机成像过程、非线性模型进行分析研究,采用张氏棋盘格法对相机和投影仪进行标定工作,应用MATLAB和OpenCV进行相机标定对比实验,实验表明基于OpenCV标定法的标定精度更高。实验验证平台由工业相机、镜头、投影仪以及计算机组成,整个装置操作简单、测量速度快且精度高。通过MATLAB和OpenCV对调制后的光栅图像进行滤波等预处理,再结合系统标定得到的系列参数,实现对物体的三维重构。