针对多线结构光测量中测量效率与测量精度相矛盾的问题，提出了一种融合区域数字图像相关匹配的快速三维测量方法。采用双边滤波和大津阈值法对图像进行预处理，利用重心法提取初始条纹中心点。用双三次插值法提升初始点的局部邻域分辨率，在局部邻域内再次利用灰度重心法提高中心点的提取精度。以左图像提取的中心线为基准，利用数字图像相关法在右图像中心线附近搜索基准对应的立体匹配点，大大缩小了数字图像相关法的搜索范围，提高了测量效率和立体匹配精度。对标准块规的测量实验结果表明，该方法的中心线提取速度为Steger法的3.29倍，均方根误差相比传统极线约束立体匹配法减小了68.57%。

针对现有结构光视觉测量中普通投影仪亮度不均匀引起系统Gamma 非线性畸变值分布差异，从而导致相位误差问题，提出了一种自适应分区域Gamma 预编码校正方法。首先，介绍了结构光双目视觉测量原理以及标准N 步相移法。接着，分析了投影仪和相机的Gamma 非线性畸变对光栅正弦性的影响以及预编码校正方法。然后，在获取Gamma 值分布规律的基础上，根据Gamma 值的变化与相位误差的关系确定分区域阈值大小。最后，根据确定的阈值对测量视场进行区域划分，获取各区域Gamma 值，并对标准白板和汽车挡泥板进行了实际测量。实验结果表明：本文方法比相同条件下采用单一Gamma 值预编码校正方法在相位误差的补偿精度上提高了约30%，在三维数据的测量精度上提高了约15%。该方法能更好地减小相位误差，提高结构光视觉测量系统的精度。

线结构光三维测量中，光条中心点提取的精度直接影响系统最终测量精度。针对现有光条中心提取方法获得的条纹中心存在折线缺陷的问题，提出了一种基于曲线拟合的线结构光光条中心的亚像素提取方法。该方法通过腐蚀细化获得光条基本骨架，采用均方灰度梯度求取骨架上每一点的法线方向，利用加权灰度重心法获得光条中心初始点，应用分段3 次多项式曲线拟合获得光滑的光条亚像素中心坐标。实验结果表明：该方法可以改善光条中心的折线缺陷，提高中心线提取的精度。

多视角三维数据的拼接一直是视觉测量领域研究的难点之一, 本文提出了一种无编码全局控制点的多视角三维数据拼接方法。以多个固定不动的无编码标志点作为全局控制点, 建立全局坐标系。移动结构光立体视觉测量系统的不同视角对物体表面各子区域进行测量, 获得局部坐标系下的三维测量数据及控制点。根据控制点的空间几何变换不变性自动匹配出各视角局部控制点在全局控制点中的同名点。依据同名控制点对, 采用 SVD算法求解局部坐标系与全局坐标系的变换关系, 从而实现全局拼接。最后, 以 10个圆形标志点为全局控制点从 5个视角对鞋楦进行测量, 实验结果表明：该方法消除了多视角拼接中的累积误差, 控制点的重合度平均误差为 η=0.013 mm, 与手持式扫描仪对比标准偏差为 0.177 mm,获得了较好的拼接效果。

介绍了彩色面结构光栅投影轮廓术的基本原理,该原理在投影光栅方面采用正弦编码的投影光栅,这样可以采用快速的直接光栅条纹解调的方法,实现了对被测物体单视角数据的测量,并对标准台阶进行了测量。分析了测量过程中存在的误差及其产生的原因;并针对各种误差提出了相应的改进或克服方法;最后,使用该方法对具有复杂自由曲面的脚型进行了测量,实验结果表明:该方法能够快速、准确地获取被测物体的三维数据。

在光栅投影三维轮廓术中,直接条纹位移分析法存在着垂直条纹方向分辨率低的缺点.在分析产生低分辨率原因的基础上,提出移物法,该方法通过多次移动物体来提高测量的采样精度.测量结果表明,在不提高对光栅投影系统的要求的情况下,对物体移动N次分别进行测量,每次移动的距离为条纹宽度的1/(N+1),这样就可以使得测量精度提高N倍.