物体的三维形貌测量在汽车、造船、土木、冶金、航空航天、逆向工程等行业得到了非常广泛的运用。随着科技的进步,被测物体也朝着大尺寸、精细化的方向发展,这就带来了测量面积与测量精度的矛盾,如何对物体的表面形貌进行大面积、高精度、快速测量是目前亟待解决的问题。要实现高精度的测量,首先需要获取可靠的点云数据,目前三维测量技术已经发展的非常成熟,各种测量方法层出不穷,其中光学测量技术由于精度高、非接触、实时测量等优势已经被广泛的应用到高精度的三维形貌重建中。在实际测量中,由于相机和投影仪视角的限制,很难根据一个视角的测量获得物体的完整形貌,多视角测量是得到物体全场形貌信息的一个有效途径。由于不同视角下测得的三维数据点位于不同的坐标系下,因此必须将局部坐标系下的数据点整合到同一坐标系下进行拼接才能获取全场的三维点云数据,这就要用到拼接技术。因此,要实现大面积高精度的三维形貌测量,首先要有一个高精度的测量方法准确获取不同视角下的三维点云,其次需要高精度的拼接算法,只有同时具备以上两个条件,才能满足实际要求。文章依靠光学三维测量技术和多视角拼接技术对大面积、高精度形貌测量进行了研究。主要工作如下:一、利用投影条纹系统来获取在不同视角下的物体三维数据点,该方法具有单次测量面积大、测量精度高、使用成本低等优点,采用该方法获取的多视角点云噪声少、可靠性高;二、提出了一个新的点云配准方法来实现物体的完整形貌测量。我们设计了一个包含旋转、平移参数的目标函数,该目标函数同时考虑了特征点之间的匹配和重叠区域点云的匹配。利用物体表面提取的特征点求得了目标函数的初始值,通过对目标函数进行优化实现了不同视角下的点云的精确拼接;三、设计了一个新的准则来处理拼接后重叠区域的点云,通过对拼接后的点云进行重采样,解决了重叠区域点云冗余问题,有效改善了结果可视化的效果。此外,为了验证本文所提方法的正确性和实用性,文章测量了一个简单平板和一个复杂形貌物体的形貌,通过文中所提的测量方法和配准算法实现了这些物体的完整形貌重建,实验结果证实了文中所提方法的有效性和准确性。