随着科学技术的发展,物体表面三维轮廓、外形尺寸等形貌数据的测量需求日益增加,对测量精度和应用场景的要求也逐渐提高。相移轮廓术因其精度高、速度快、抗干扰能力强等优点,成为最受欢迎的三维形貌测量方法之一。然而传统相移轮廓术需要在测量过程中投射多幅正弦波条纹图到物体表面,要求物体在测量过程中保持静止。一旦物体发生运动,则导致测量失败。本文基于相移轮廓术理论针对运动物体的三维测量展开研究。首先对物体的运动进行跟踪和数学描述,进而分析物体运动对正弦波相位的影响,建立包含运动信息的三维重构模型,最终基于最小二乘等算法提取正确的相位信息。其中,物体运动跟踪则采用彩色相机多通道分离技术和物体特征点提取算法,并使用旋转平移矩阵描述物体运动;通过分析不同运动类型对相位信息的影响,将物体的运动信息引入到系统模型中,使系统模型精确描述运动物体的三维重构过程。该算法不仅改进了传统相移轮廓术的理论,还有效去除物体运动引起的测量误差,实现了运动物体的高精度测量,扩展了相移轮廓术的应用范围。为验证所提方法的精度和鲁棒性,同时更好地适应不同场景下的测量需求,本文基于上述算法搭建了一套三维测量系统,该系统旨在根据不同的场景需求实现灵活高效的三维测量。该系统包括:投影仪图像准备、相机标定、投影仪标定、标准三维测量、动态三维测量等功能。最后,本文还对该三维测量系统进行了实验验证,实验结果证实了测量方案的有效性和系统的可靠性。