随着现代计算机视觉技术的快速发展,光学测量三维物体表面变得越来越容易和快捷。三维重建技术作为增强虚拟现实的关键技术之一,在工业测量、医学成像、影视动画和机器视觉等领域具有重要的现实意义。其中基于结构光的主动式三维重建技术具有精度高、实时性好和抗干扰能力强的优点,因此利用结构光方法进行三维重建一直是一个充满活力的领域,人们对其开发和应用的兴趣也越来越大。针对当前三维重建技术的研究现状,结合实际的应用需求,本文基于编码结构光技术和多视角拼接策略,设计了一种格雷码和相移相结合的多视角三维重建系统。该系统的一个完整的三维重建过程为:首先根据被扫描物体的复杂度设计好投影仪要投射的格雷码和相移编码图案,接着由旋转台带动目标模型按照指定方向转动,并由相机同步拍摄不同固定视角的图像,然后将采集到的经过目标模型表面高度调制的变形二维图像传入计算机对其进行解码处理获取深度信息,经过对点云数据的拼接、配准、融合和分割,最后实现近处单个被扫描目标模型的三维重建。本文的主要工作包括:（1）系统的编码和解码策略设计,求解相移绝对主相位和格雷码的正反灰度码值;（2）系统的空间建模和标定实验,获得系统的空间转换参数和校正参数;（3）系统的硬件选型和软件设计,减少人为干预,提高扫描的精度和效率;（4）点云数据获取和处理,采用分段式点云拼接策略和改进传统的ICP算法设定法向量角度阈值提高配准精度,对获取的多视角点云数据进行点云拼接、配准、融合、泊松重建和分割,实现单个物体的三维重建。（5）系统的实验结果分析,利用控制变量和对比设计的思想,验证本文设计的基于格雷码和相移相结合的多视角三维重建系统的重建结果误差范围在0.6%-3%之间,平均重建运行速度为43.48s,适用于大多数物体模型的三维重建。