近几年3D打印技术的火热及MakerBot桌面级打印机的出现,让我们越来越多的接触到这一种快速成型技术。目前的桌面级的打印精度在0.1毫米左右,而工业级的打印机已经到达13um的精度。但两者的价格却相差了上千倍。降低成本和提高打印精度已经成为3D打印技术研究的重点,国内外对此都投入了大量的研究。提高3D打印机打印精度的研究重点集中在机械系统精度提升和打印材料成型工艺。目前3D打印机都是通过机械系统的反馈来保证打印精度,但不能保证最终的打印效果和进行补偿打印。如果从打印半成品上直接反馈打印效果,对打印过程中的误差就能及时纠正,保证最终打印效果和精度。基于此,本论文致力于设计一个三维检测系统来作为反馈环节提升打印机精度。采用全场光学相干层析技术FFOCT(Full Field Optical Coherence Tomography)作为三维测量系统的基础理论。对三维检测系统光路设计、光路调节、图像处理等关键问题展开了工作,最终设计实现了一个三维成像系统。并在此成像系统上进行了各项实验工作。本论文首先分析了 FFOCT成像基本原理,并对光路的各个关键部分进行了详细讨论,设计出了光路的机械结构;其次,对相机镜头和相机响应的标定分别进行了讨论。设计了三维成像算法,提出采用纹理滤波器和高斯曲线拟合来计算图像像素点的深度信息,并采用了高斯滤波器来消除图像中噪声;随后,对于整个检测系统的软件部分进行了设计。详细描述了相机标定、移动平台控制相机设置四个程序模块的设计思想。最后,在设计完成的三维测量系统上进行了 5角硬币成像和量块精度测试两个实验。对实验结果分析,整个成像系统的测量精度已经达到设计要求。整个系统是基于FFOCT成像原理测量,因此对于光路调节精度较高。本论文创新性的设计了“十字滤网”调节法,极大缩短了光路调节的时间。并且具有低成本,调节效果好的优点。