结构光三维测量技术通过将编制的结构光图像通过投影仪等设备投影到被测物体,其采用的是主动投射的方式,投影仪投射模式特征已知,由照相机捕获到投影图像后,只要对捕获图像进行解码即可得到模式图像的匹配关系,进而准确找出对应匹配点,通过图像处理和三维模型转换得到被测物体的三维信息。结构光视觉测量被认为是最可靠的三维测量技术之一。本文研究采用基于正弦光栅的时间编码方法,采用三步相移光栅法投射物体,投射光栅分为水平和竖直两个方向,捕获场景调制后的图像,求出包裹相位图,对包裹相位图进行解缠,得到绝对相位图,由绝对相位图的相位特征寻找对应点。由于实际投影过程中,正弦光栅图像会由于各种原因产生畸变,导致捕获到的正弦光栅图像包含着除了物体三维信息之外的噪声和干扰,影响最后的测量精度。因此本文研究了补偿和矫正正弦光栅图像的方法,以提高正弦光栅测量方法的精度。主要研究内容有:首先,介绍了三维物体测量的基本原理和方法,重点介绍了基于正弦光栅的结构光测量方法。总结了正弦光栅的特性和存在影响正弦光栅精度的因素。其次,研究了正弦光栅的gamma值计算和矫正方法。建立gamma模型,对标准平板投影不同宽度的正弦光栅,通过捕获的正弦光栅计算gamma值,并根据已知gamma值对畸变相位进行矫正,获得矫正后相位。再次,研究了基于查表法的gamma值矫正方法。直接向标准平板投影测量用的正弦光栅。之后通过与理论上的理想正弦光栅图像与实际正弦光栅图像进行比较,得到实际测量值与理论值的差,进而求得gamma畸变引起的光栅畸变程度并建立查找表储存此误差。在实际测量中即可直接通过查找表获知并补偿gamma畸变引起的测量误差。之后研究了基于补充图像的光强饱和矫正方法,通过在原三步相移法光栅测量的基础上再附加光强幅值相反的三幅光栅条纹图像,可以补充由于光强过强时造成的光强饱和平台现象引起的误差。最后,研究了三维重构原理和方法。根据三维重构原理,分别对被测物体进行有矫正和无矫正的重构实验,并得到被测物体的三维点云图像进行效果对比。进而验证了本文算法的有效性。