三维测量技术可以全面、真实地提供被测物体的表面信息,在科学研究、生物工程、工业生产等领域被广泛运用。结构光测量方法是一种非接触、大范围、快速、低工况要求的表面三维测量方法。本文以进一步改善结构光三维测量精度和效率为目的,对单相机、单投影仪编码结构光三维测量方法展开研究,其中包括对系统标定方法以及编码测量方法的研究,主要工作和成果如下:1)提出了一种基于点阵列标定板和网格图案投影的标定方法,能在同一标定板上完成相机和投影仪的标定,实现了标定坐标系的统一,有效提高了系统标定精度。2)提出了一种直接格雷码编码的结构光三维测量方法。该方法将投影图案每个像素进行格雷码编码,模拟被测物体上所有点的入射与反射光线,直接将系统标定结果应用于三维恢复,有效提高了测量效率和测量精度。3)设计并制作了一套基于直接格雷码编码法的结构光三维测量装置。在该测量装置上进行了相机与投影仪标定实验以及直接格雷码编码结构光三维测量实验,实验结果验证了所提出的标定与直接格雷码编码结构光三维测量方法的有效性和准确性。