从广义上讲,形貌测量本质上是变形测量.现在正在发展中的物体表面三维形貌测量是物理光学工程、力学(特别是实验力学)、机械、形貌学与计算机信息图像处理自动化等紧密结合的一门新学科,它的内容丰富,应用广泛,深为学者们所关注.本论文所涉及的仅仅是这一新科学中的一个很有发展前途的热点领域:投影栅线法,重点是完善和发展这个方法,特别是侧重于对其中若干行之有效的新方法和新技术进行研究.经过努力实践,获得以下重要成果.为了扩大测量范围,提高测量的分辨率、灵敏度、精确度和效率,实现多次测量及实用性,在前人工作的基础上,提出了扫描相移法的原理与技术.其特点是通过移动比原栅线周期大得多的栅线像来实现相移,可以用低精度的移动装置得到较高的测量精度,且几何畸变误差也小得多;由于实际实现了多次测量,新方法消除随机误差的能力比传统相移法大大提高.又在总结投影栅线法一般误差分析的基础上,结合扫描相移法中移动待测物面,实现相移和实际多次测量的特点,从整体上考虑各参量对表面高度测量的影响,提出了扫描相移法的误差分析方法.通过应用对比,表明扫描相移法比传统的方法要好.围绕对液晶(LCD)投影仪和数码相机特性的研究,将计算机与二者连接起来,开发了一种能在计算机上直接制栅和自动进行图像处理的、物体表面细微观形貌测量技术.基本实验表明,这一技术是行之有效和有发展前途的.仿真模拟方法在科技、特别是军事领域中的预测和检测作用日益受到重视和日趋普遍.本文在投影栅线法中,提出利用照片和灰度图像作为仿真的主要数据,建立了较完善的进行三维形貌研究的全参数栅线图仿真模型和方法.根据投影栅线法中变形栅线图的条纹具有明显方向性的特点,设计了新的形态学方法的结构元素,采用以灰度及二值数学形态学方法为基础、局部与组合图像处理技术,提出了应用于投影栅线法形貌图像处理的新方法.还根据变形栅线的频谱特点,建立了在频域中,对投影栅线图进行图像处理的自适应多通带带通滤波器的方法.总之,本文成果改善了形貌测量中的投影栅线法,丰富了投影栅线法形貌测量学科的学术内容,对该学科的发展起了一定程度上的积极促进作用.