高精度的三维测量是目前工业测量的主要研究方向之一，在工业制造，自动化检测中都有着重要的作用。微小物体的高精度三维测量随着制造技术的发展越来越受到人们的重视。本文针对微小物体的三维测量，通过将条纹投影相位匹配技术与双目立体视觉技术相结合，设计了小视场条纹投影相位匹配三维测量系统，针对课题要求的微小半球被测物，通过三维点云数据分析得到了对应的高度和半径特征参数。论文的主要研究内容如下：
　　1.设计了一套“双相机-投影仪”小视场条纹投影相位匹配三维测量系统，根据视场大小，测量速度精度等要求进行了系统设计，并对所需的相机、投影仪等器件进行了合理的选型。设计了上位机软件，实现了图像采集、三维点云数据生成等功能。
　　2.结合条纹图像相位计算的特点，提出了一种基于极线和级次混合约束的立体匹配方法，利用极线和级次约束条件缩小待匹配区域范围，利用相位信息配合模板匹配的方式确定初始匹配点，并通过初始匹配点与附近点的相位差值利用二次曲线拟合方法实现亚像素级匹配。
　　3.研究了测量得到的三维点云数据处理算法，通过体素网格法对点云数据进行下采样，采用多滤波结合算法去除噪声点云。通过分析半球的点云数据特征，比较不同的分割识别算法，提出了一种改进RANSAC算法的半球高度及半径特征提取算法。
　　本文完整搭建了一套小视场三维测量系统，可以获取被测物的三维点云数据和计算高度半径参数。实验表明对半径5mm的半球进行测量，半径单次测量的实验标准差小于5μm。