近年来,制造业、生物医学、文物保护、虚拟现实等领域快速发展,对三维测量技术的要求也越来越高,传统三维测量方法无法满足高效、无接触、高精度的测量需求。基于结构光的三维测量技术具有效率高、无接触、系统简单、成本低等优势,在工业等领域具有较好的应用前景。目前,基于黑白编码的结构光系统编码可靠性高,已经在工业领域得到了应用,但是其编码效率较低,无法适应高速或实时的测量场景。基于彩色编码的结构光系统提高了测量效率,但是其编码的可靠性容易受到环境光、被测物体颜色和形状的影响,解码错误会大大降低系统的测量精度。因此,本文针对彩色编码结构光编码可靠性低的问题开展研究,引入通信系统中纠错编码的概念,以期保证系统测量精度。对结构光系统的测量原理进行了介绍,建立了该系统的数学模型,并分析了彩色结构光编码容易产生误码的原因。对通信系统的模型和结构光系统的模型进行了对比和分析,给出了通信系统中的纠错编码能够应用于结构光系统的依据。研究了几种通信系统中典型的纠错编码,并进行了对比分析,根据分析结果选择卷积码作为研究对象。研究了结构光三维测量系统中数字信号传输的马尔科夫过程,并建立了传输模型。对卷积码的编码原理进行了深入研究,给出了其具有纠错功能的原因。结合传输模型和卷积码的纠错原理,对其译码方法进行了对比分析,对效率、可靠性均较高的极大似然估计译码方法的原理进行了研究。以上述研究为基础,分别从编码效率和可靠性两方面重点研究了如何将卷积码编码方法和极大似然译码方法引入到彩色结构光系统中。以颜色通道为载体,设计了两种编码方案:(1)多组卷积码方案通过将一组卷积编码序列移位后得到的三组卷积码编码R、G、B三个通道来实现,该方案利用相邻三根编码条纹颜色顺序来对编码序列纠错,并且利用三组卷积码的局部转置特性来进行纠错校验;(2)卷积码结合格雷码方案将卷积码和格雷码相结合,保证一定可靠性的同时提高了编码效率。针对常见误码类型设计了基于极大似然估计译码方法的纠错方案,提高了编码的可靠性。为了进一步提高解码的可靠性,对常见的颜色识别算法进行了对比,并给出了算法的性能分析,为进一步提高解码可靠性提供参考。以3ds MAX为工具,对纠错编码进行了仿真实验分析,仿真了常见的误码类型,并验证了本文提出的编码方法、解码方法及纠错方案对结构光系统可靠性提高的有效性。