随着人类认识世界需求和信息科学的不断发展,光学非接触测量技术成为获取物体三维信息的重要手段之一。其中编码结构光法以较高的测量精度、分辨力和易于实现的优点而成为三维测量领域的研究热点。众多编码方法中,时间编码类的格雷码法仅能获得离散的被测空间划分,将分辨力限定在单条纹宽度。针对该问题,本文对多种编码方法的优缺点进行了分析比较,设计了一种改进的适用于结构光系统的格雷码与相移结合的编码解码方法,二者结合在理论上能够对被测空间进行连续细分,提高分辨力。基于上述编码方法,本文建立了系统数学模型及仿真和实际的测量系统,完成了系统测量实验。论文完成的主要工作如下:1.设计改进的适用于结构光系统的相移编码图案,可确保采样点的相位在(π,-π]范围内周期变化,再将其与格雷编码图案结合得到绝对相位,从而确定CCD和DMD像面点的对应关系。2.完成了解码过程中的图像处理工作,重点是多种误差因素影响下,基于局部阈值法的格雷码图像的准确二值化;根据相邻像素点的格雷码值增加和相位突变是否一致,进行格雷码周期和相移周期错位的调整。3.利用CCD摄像机和DLP投影仪组建测量系统,采用平面标定法对系统进行标定,对标定后的系统进行了测量实验。实验结果表明,仿真标定参数的误差小于0.3%;仿真系统平面测量误差小于0.3mm;实际系统平面测量误差小于1.8mm;典型复杂三维表面的测量结果具有较好的视觉效果。