随着工业技术的发展,三维测量技术被广泛应用于社会生产和生活的各个领域,如工业产品在线检测、动态目标建模分析等。传统的静态物体表面的三维测量已不能满足实际需求。结构光三维测量技术是近年来发展起来的一种三维测量技术,具有非接触、测量速度快、精度高等优点。本文以投影两幅空间编码结构光图案实现动态目标表面三维测量为中心展开研究,主要内容如下:(1)本文设计了图像采集自动控制系统,通过分析物体运动速度与相机帧率,确定了图像投影与采集间隔,并编写程序命令控制投影仪与摄像机自动投影和采集图像,通过实验证明该系统的可行性。在分析空间编码的基础上,研究基于DeBruijn序列生成彩色结构光条纹编码图案,引入亮度和周期属性。通过实验对比投影图像Lab颜色空间的L通道值在不同亮度值下线性滤波差分二值化结果,完成亮度值的选取。与传统的彩色编码方法相比,该方法颜色种类少且分辨率更高。(2)在Lab颜色空间,分析L通道的亮度特性,研究线性滤波差分算法。该算法与实验相结合,确定了条纹边缘位置。针对投影图像与拍摄图像颜色值不等的问题,基于灰度图像提出了Hessian矩阵结合梯度方差的条纹中心位置提取方法。实验结果表明,相比传统的Steger法和模板法,本文提出的条纹中心位置提取方法具有速度快,精度高的优点。(3)针对投影仪与摄像机之间存在的颜色串扰问题,在分析经典的K均值聚类算法的基础上,研究自适应调整的K均值聚类算法。根据DeBruijn序列的子窗口特性,研究基于条纹中心位置的码字匹配方法。实验证明,本文K均值聚类算法能够有效的实现颜色识别,准确率达到95.34%,且抗干扰能力强。通过实际的三维测量实验,验证了本文编解码方法的适用性,且测量精度较高。