调制度轮廓术采用条纹投影和成像共轴的系统结构，将被测物体的高度信息编码在条纹的模糊程度中，无需相位展开即可完成对复杂物体的面形测量，能有效避免阴影、遮挡和相位不连续等问题。在实际测量中，由于CCD探测器光电响应的非线性，高次频的引入直接影响调制度分布的提取，从而降低系统的测量精度。研究了小波变换应用于受到非线性因素影响下的条纹调制度提取，从信号频域角度分析并推导了该方法提取条纹调制度的表达式。在进行条纹解调时采用最佳的加权滤波窗，有效抑制了非线性因素对测量精度的影响，获得比傅里叶变换更好的重建效果，计算模拟和实验验证了该结论的正确性。

高速高精度的几何校正是构建投影显示系统的关键环节, 对于由大量投影机组成的全景显示系统来说显得尤为重要。针对此, 提出了基于鱼眼相机的几何校正方法并给出了理论推导。该方法首先对鱼眼相机进行标定, 然后通过拍摄投影到显示墙的结构光特征条纹构建投影机与相机间的亚像素级映射关系, 进而计算出每个投影通道的几何校正数据。实验结果表明: 所提方法可为大规模全景显示系统提供高速高精度的解决方案, 具有很好的实际应用价值。

为了提升反向条纹测量系统的精度，提出了利用三频时间相位补偿算法来改善投影机-相机测量系统非线性误差的测量方法。在测试物体上投影两套具有特定相位偏移的结构光条纹，基于三频时间相位展开方法获得展开相位。具有特定相位偏移的两套条纹测量得到的系统非线性相位误差具有大小相等、符号相反的特性，因此可以通过简单的算术计算来消除或减弱系统的非线性影响，从而提升测量精度。设计了模拟仿真和实物对比实验对所提方法进行验证，实验得到的相位标准差分别为6.6122×10-4 rad和0.0087 rad。实验结果表明，所提方法使反向条纹测量的精度有了大幅改进，验证了该方法的有效性。

为提高反向条纹生成的速度和精度，提出了一种基于Delaunay三角剖分的反向条纹生成方法。利用投影机坐标系与相机坐标系之间的正向映射关系，将相机坐标系上的相位点组成相位散乱点集合，并进行Delaunay三角剖分。将投影机坐标系上的相位点作为插值点，找出插值点所对应的Delaunay三角形并进行插值计算，插值后即得到预期反向条纹的垂直和水平方向的相位值，利用这些相位值可进一步生成反向条纹。计算机模拟实验和实物仿真实验表明，所提方法在反向条纹生成的速度和精度上均有改进，具有较高的应用价值。

为了提升多投影显示系统的亮度融合速度，提出了一种基于结构光条纹调制度测量的多投影显示融合方法。该方法利用相机拍摄投影机投影在显示墙上的结构光条纹，计算出每个投影通道的调制度信息。同时，利用结构光条纹的相位信息构建投影机与相机间的亚像素级映射关系，并由此得出投影机上每个像素点在显示墙上的调制度数据。将该调制度数据与边缘融合结果相结合可得出每个投影通道的亚像素级融合模板。该方法具有操作简便、测量速度快、测量结果不受环境光干扰等优点，应用领域非常广泛。理论分析和真实场景实验都证明该方法的有效性和可行性。

反向条纹投影技术是一种应用于在线或批量检测的快速而稳定的光学三维面形检测技术。提出了一种新的产生反向条纹的算法, 新的算法建立投影器坐标系与摄像机坐标系的正向映射变换关系, 通过投影器坐标系上一个像素点的两套相位值, 找到其在摄像机坐标系中对应的位置, 即产生投影器坐标系像素点在摄像机坐标系中的注册。由于期望在摄像机中观察到的条纹图像只是简单的正弦条纹图像, 直接读取注册点的期望条纹相位, 很容易产生反向条纹。计算机模拟和反向条纹投影实验中的相位标准差分别达到7.044×10-6 rad和3.34×10-2 rad, 比以前的方法在精度上有了较大的提高, 并简要分析了精度提高的原因。计算机模拟和实物测试实验都验证了该方法的可行性。