基于光栅投影的物体表面三维重构方法属于结构光视觉三维测量方法中的一种,是目前应用最广泛的主动式非接触三维测量技术之一。由于该技术具有测量精度高、测量速度快及非接触等优点,所以被广泛应用于工件测量、质量控制、生物医学、磨具设计、文物保护、逆向工程及机器视觉等领域,故对基于光栅投影的物体表面三维重构方法进行研究具有重要的理论和现实意义。本文以计算机视觉检测理论为基础,采用理论与实验相结合的方法,对基于光栅投影的物体表面三维重构方法进行了研究。论文对光栅投影技术的相关理论基础和研究现状做了介绍,并分析了光栅投影技术的研究热点和难点,结合空间相位展开技术和时间相位展开技术的研究现状和优缺点,指出了基于多频率投影条纹进行时间相位展开技术研究的价值。光栅投影三维测量中的关键步骤是从相位图中准确地求解出绝对相位,在众多相位展开方法中,基于多频投影条纹的时间相位展开方法具有计算速度快、可实现像素点独立相位展开、细节分辨能力较强等特点而得到广泛应用。基于对时间相位展开技术的文献调研,本文采用了一种三频外差解相位算法,该算法提高了多频外差解相对细节的分辨能力,有效地抑制了解相产生的跳跃性误差,且大大减小了解相的非线性误差。选用了合适周期的投影条纹并进行了仿真和实验研究,通过添加扰动和随机误差的两种方式验证了本算法的有效性,并通过实验验证了本算法的准确性。在分析了现有的系统参数标定方法的基础上,本文采用了一种摄像机投影仪联合标定方法,只需一个标准块再结合已知像素信息,就可以得到高度相位映射关系,并通过实验验证了本算法的有效性。通过搭建实验平台,对目标工件进行了三维重构和三维测量,得到了几何参数信息,减小了测量误差,进一步验证了本文所述方法的有效性和准确性,达到了预期目标,研究工作具有一定的理论意义与实际应用价值。