结构光三维测量系统由相机和投影仪等设备组成,使用投影仪将编码的图像投射到被测量的物体表面,然后用相机对物体表面调制的图像进行捕获,再对相机捕获的变形图像进行解码的操作,并与投影仪投射的图像进行匹配操作,从而将这两幅图像上相对应的点给寻找出来,最后依据三角形原理就能够把被测量的物体的三维信息给求取出来,从而实现对被测量物体的三维重构。结构光三维测量技术经过不断的发展,许多的测量方法被专家学者们提出,成为了一种可靠性和稳定性都非常高的测量技术。但是,这项技术仍然存在许多的不足,比如,不能很好的实现对移动中的物体的测量操作,而且对相机捕获的图像无法进行快速、稳定的解码等等。本文的研究采用的是基于正弦条纹光栅图像来进行编码处理的方法,使用四步相移的方法生成正弦条纹光栅图像,分别从水平和竖直这两个不同的方向来投射正弦条纹光栅图像,用相机对被测量物体表面调制的变形的条纹光栅图像进行捕获,然后根据四步相移法的原理把捕获图像的包裹相位图给求取出来,并且对其进行相位展开得到其绝对相位图,最后根据绝对相位图的一些特征将相对应的点给找出来,就可以完成对被测量物体的三维重构。由于在测量的过程中,正弦条纹光栅图像会受到很多因素的影响,从而会发生畸变,这样相机捕获的图像就会掺杂噪声或其他干扰,而使得获得的物体三维信息不精确,从而对测量的精度造成一定的影响。因此,本文对测量中出现的非线性gamma误差进行补偿和矫正的方法进行了研究,从而达到提高测量精度的目的。本文主要的研究内容如下:首先,对三维测量技术的基本原理和常用的几种测量方法进行了介绍,重点对基于正弦条纹光栅的结构光测量方法做了介绍。并且,对影响正弦条纹光栅测量精度的因素进行了分析总结。其次,研究了基于相位偏移方法的gamma矫正方法。该方法首先对没有出现gamma畸变时的包裹相位进行分析,然后把非线性gamma模型建立起来,通过使用四步相移方法向标准平板投射四组具有不同初始相位偏移的正弦条纹光栅图像,从而可以减小相位误差,实现对gamma畸变产生的相位误差的矫正。再次,研究了基于相位迭代法的gamma矫正方法。该方法同样使用的是四步相移的方法,向标准平板投射一组初始相位偏移为0度的正弦条纹光栅图像,通过对gamma非线性相位误差进行分析,采用相位迭代的方法,对捕获图像的包裹相位进行多轮迭代,从而尽可能的减小相位误差,实现了对gamma畸变产生的相位误差的矫正。最后,研究了三维重构的基本原理和对被测量物体进行三维重构方法。通过三维重构实验来得到被测量的物体的三维重构图像,并且对其进行分析对比,从而对本文设计的gamma畸变矫正算法的有效性进行验证。