相位测量轮廓术因其简单低廉的特点被广泛用于光学三维测量领域，高精度的相位获取是测量的关键步骤。多频外差是相位测量轮廓术中常用的解包裹相位算法，针对多频外差解相位后产生的相位跳跃性误差，提出一种基于多频外差原理的相位校正方法。利用传统相移法和多频外差求出包裹相位和展开相位，针对展开相位中出现的跳跃性误差，通过展开相位对误差产生原因和误差位置进行初步确定，将多个频率的包裹相位进行对比，确定误差是否真实存在，对出现误差的像素点进行修正得到新的展开相位。实验结果表明：在对表面形状规则的物体测试时，展开相位光滑无跳跃性误差，表面三维重建无异常凹凸区域，实现了对解相位中跳跃性误差的消除，验证了该校正方法的有效性。

为解决传统双目条纹结构光三维重建存在的同步性和成本高等问题，提出了基于虚拟双目的条纹结构光三维重建方法。采用单相机和两块双棱镜及投影仪设计了具有双目视觉功能的虚拟双目条纹结构光三维重建系统。通过双棱镜折射和分光改变被测对象表面反射光的路径，使用一个相机同时完成多视角的图像采集。通过多频外差法和立体匹配、双目标定得到被测对象的深度信息并重建点云。实验表明，文中提出的方法和真实双目结构光方法测量标准球的均方根误差分别为0.037 9 mm和0.030 5 mm。文中提出的方法可促进双目条纹结构光技术在快速、低成本、小型化等方面发展，同时该方法可推广到彩色相机条纹结构光三维重建及投影散斑结构光三维重建。

机械零件的精确测量可为零件的加工制造、虚拟仿真、缺陷检测等应用提供依据，基于条纹投影的双目视觉方法由于其高精度的特点广泛应用于机械零件的形貌测量中。在该方法中，绝对相位曲线的质量决定着三维重建的最终精度。由于环境噪声、场景不连续或零件表面复杂结构等的影响，绝对相位曲线往往存在着大量的噪声点和不同程度的形变。为了提高重建精度，针对绝对相位曲线存在的问题提出了相应的改进方法；针对难以去除的远离相位曲线的噪声点，提出逐区域相位校正方法，该方法将每一行的相位曲线分为若干区域，以区域内相位值的中位数为阈值，去除此类噪声点；针对相位曲线的形变区域，在基于点基元的立体匹配方法的基础上引入曲线拟合方法，并对匹配后得到的视差图进行精化，能够改善相位曲线形变区域立体匹配结果不佳的情况，提高了匹配方法的鲁棒性与精度。使用该方法对复杂零件FSW逆变器进行重建，标准偏差可降至0.1 mm以内。实验结果表明：所提方法重建精度更高，对于表面结构复杂的机械零件，能够实现精确测量。

针对目前实际系统中，由于噪声的存在，单频光栅逐点解相时无法获得全场相位值，导致对廓形复杂、体积小物体的重建精度低，提出多频结构光栅投影实现体积较小、形貌复杂物体的高精度重建。系统算法基于随时间序列变化改进的四步相移法对多频光栅进行解相，多频光栅解相是对每种频率的光栅单独展开相位，每种频率的光栅解相是逐点进行的，单频光栅中因噪声得到不连续的相位可通过其他频率光栅拟合修补，得到一个全场范围内连续的相位。经实验单频结构光测量体积小、形貌复杂物体的误差范围为0.1 mm～0.5 mm，而文中所提出方法精度达到了0.03 mm～0.05 mm，该方法精度提高了10倍左右。