为了实现复杂曲面零件高效自动化测量，本文提出了一种基于改进栅格法的面结构光扫描视点规划方法，并将其应用在汽车复杂曲面零件自动化测量中。首先，针对人工示教视点冗余严重，扫描完整性差的问题，提出了一种基于改进栅格法的面结构光扫描视点规划算法，根据面结构光扫描仪的有效测量范围，确定栅格尺寸，改进候选视点生成策略，并通过扫描仪的测量约束条件得到候选视点的有效测量范围，利用视点质量评价函数确定最优视点。其次，针对视点规划过程中算法耗时长，特征重建精度低的问题，采用体素网格法简化模型，通过八叉树算法分割复杂曲面模型，根据法向量一致性误差确定体素网格尺寸，并且对于几何特征不同的模型，分析权重系数对扫描质量的影响，给出最佳权重系数。最后，进行了汽车钣金件和减速器壳体扫描视点规划和测量实验。结果表明，汽车钣金件视点规划耗时21.93 s，扫描完整性为99.124%，扫描精度为0.025 mm；汽车减速器壳体视点规划耗时158.29 s，扫描完整性为93.231%，扫描精度为0.032 mm。本方法能快速完成复杂曲面视点规划，并且采用规划视点扫描的模型完整性好，精度高，能够满足复杂曲面零件自动测量的要求。

条纹投影测量技术为复杂曲面提供了一种大动态范围的非接触式三维形貌检测方式。在基于双光纤点衍射干涉的条纹投影检测系统中，系统结构参数对最终面形检测精度影响较大。通过建立系统结构几何分析模型，对系统结构参数进行了优化。针对双光纤点衍射探头投射角标定误差的影响，传统基于零级亮条纹定位的投射端投射角标定方法由于临近级次条纹光强较为接近难以区分而导致存在较大误差，为此提出了一种基于基准平面的投射角迭代校正方法，在原标定方法的基础上进一步提高了其标定精度，进而有效提高了面形检测精度。为验证所提出方法的可行性，搭建实验系统对不同斜率动态范围的待测物测量比对，结果表明校正前后的测量系统与三坐标测量机的测量结果偏差从0.418 2 mm减小至0.021 1 mm，实现了微米级的检测精度，为各类复杂曲面的高精度检测提供了一种可行的方法。

光学三维测量技术以其非接触、无损及快速测量的优势被广泛应用于不同领域。已有的条纹投影和条纹反射测量术分别适用于漫反射表面和镜面表面。然而，航空航天和先进制造中存在许多漫反射和镜面反射表面同时存在的复合反射表面。提出一种基于结构光投影和反射的方法来实现复合表面形貌的快速测量。首先，投影仪投射蓝色正弦条纹图于被测物体表面，同时显示屏显示的红色条纹被镜面部分反射。其次，彩色相机采集经被测表面调制的变形条纹图。然后，从相机不同颜色通道中提取对应不同类型反射表面的变形条纹，并计算变形条纹图的绝对相位。最后，通过系统标定建立相位信息与深度之间的直接关系，得到被测复合表面的三维形貌。实验结果表明：该方法不仅能够有效地实现非连续复合表面物体的测量，还能够同时测量独立的漫反射和镜面反射表面的三维形貌。