结构光三维形貌测量具有非接触、简单快速、成本低、易于自动化等优点,广泛应用于工业检测、逆向工程、生物医学等多个领域。激光散斑投影是一种特殊的结构光,相比于条纹投影轮廓术,基于散斑结构光的三维形貌测量无需解码、设备便携、可实现单帧重建,商业应用优势十分突出。本文以激光散斑投影测量为研究对象,深入研究了单目散斑结构光三维形貌测量方法,创新建立了一种伪双目模型,并提出了伪双目系统中相机和激光散斑投射器的参数标定方法以及激光散斑投射器虚拟视图的构建方法。在此基础之上,提出了基于激光散斑投射器-相机系统的伪双目三维形貌测量方法。本文的主要内容及创新工作如下:1、对基于散斑结构光的三维形貌测量进行了研究和分析。传统的单目和双目方法各有优缺点:采用双目相机的方法原理非常简单,稳定性好,精度较高,而单目方法成本低、速度快、易于集成,非常适合应用于便携式智能设备。本文将激光散斑投射器等效为虚拟相机,创新建立了一种伪双目模型,从而可以在单目系统中应用双目立体匹配生成视差图,对物体进行三维形貌测量。2、提出了伪双目模型中相机和激光散斑投射器的参数标定方法。采用有源相位标定靶来提高相机参数的标定精度。以相交于同一点的空间直线簇来拟合激光散斑投射器投影的光线,直线簇的交点即为激光散斑投射器虚拟光心的位置。3、提出了伪双目系统中激光散斑投射器虚拟视图的构建方法。通过为激光散斑投射器赋值相机参数和构建虚拟视图,将激光散斑投射器等效为虚拟左相机,从而构成伪双目系统。利用平面诱导的单应性变换从已知视图下的散斑图像变换到虚拟左视图下的散斑图像,获取了左视图参考散斑图像。4、提出了基于伪双目模型的三维测量方法。首先对物体散斑图像进行极线校正,使得其极线与参考散斑图像对齐。然后采用半全局匹配算法输出视差图,生成三维点云数据。最后,基于本文提出的伪双目模型,对实际物体进行了三维测量实验。