光学三维形貌测量在工业自动检测、逆向工程、医疗、生物识别及文物复制等众多领域具有广泛的应用。光栅投影三维形貌测量技术作为光学三维形貌测量技术的一个重要分支,与其相关的技术成为研究的热点。然而,目前国内的光栅投影三维形貌测量系统与国外先进产品差距很大,不论是在测量精度、测量速度还是在测量稳定性方面都有很大提升空间。近年来这种测量方法在工业现场受到越来越广泛的使用,基于这个应用背景的特点,本文将研究方向定位于光栅投影双目视觉形貌测量,将光栅投影与双目视觉相结合,充分分析研究测量过程中的各个关键技术,以期开发出一套高质量的面向工业现场的光栅投影三维形貌测量系统。论文完成的主要工作有:1、根据工业现场环境与应用需要,开展了测量方法研究,建立了三维形貌测量的数学模型,并在此基础上搭建了测量系统的硬件平台与软件架构。对比分析了双目与单目光栅投影测量系统的测量原理。2、研究了系统的标定,包括光栅投影单目视觉测量系统和光栅投影双目视觉测量系统的具体标定原理与方案。3、研究了双目视觉形貌测量过程中的图像分析与处理技术,具体包括相位解调与相位展开的算法研究,以及双目光栅投影系统的立体匹配方法研究。4、设计实验对测量系统标定结果、相位解算精度以及测量系统整体精度分别进行了验证。