近些年来,非接触式三维测量技术进入到人们视野之中,被广泛的应用于产品制造、安全检测、文物保护和医疗诊断等领域。在非接触式三维测量技术中,彩色时间编码结构光因无需对物体扫描,投射图像数量少,信息量携带多,测量效率较高,所以成为当前结构光领域的研究热点。但是在彩色时间编码结构光测量系统中,存在因系统装置固有属性造成的系统非线性和彩色条纹颜色通道串扰的问题,影响了该方法的实际应用。对此,本文针对彩色测量系统中器件非线性的校正算法及颜色通道串扰补偿方法进行研究,以期提高被测目标物体的测量准确度。主要研究内容如下:(1)系统器件非线性是彩色时间编码结构光三维测量系统中主要的误差来源之一。对于该误差来源,伽马预编码法相较于其他校正方法,数学模型较为简单,操作复杂度较低,比较适用于彩色测量系统。但当前伽马预编码校正算法中存在着红、绿、蓝三通道公用一个校正值,无法体现不同颜色通道灵敏度差异的问题,对此本文提出了基于彩色灰度图像投影的伽马预编码算法。根据彩色三通道对于系统不同的响应程度,获得各通道的最大响应区间和适合投影的彩色灰度图像的数值,最终求解出适合各通道的预编码校正数值。将本文所提方法与公用校正值的伽马预编码法、希尔伯特变换法进行实验对比,验证了本文方法在降低彩色编码条纹的相位测量误差方面的有效性。(2)在捕获的形变彩色条纹图像中,存在颜色通道串扰问题。针对此问题,本文基于颜色串扰模型,计算获得了颜色串扰矩阵,并采用该矩阵对颜色条纹进行串扰补偿。将串扰补偿前后的条纹颜色相比较,发现颜色失衡现象得到了较好的调整,验证了该方法的可行性。比较彩色条纹三通道某一行补偿前后的相位曲线,发现补偿后的相位曲线得到了纵向拉伸,提升了彩色条纹的强度值,验证了该方法的有效性。除此以外,以复合彩色条纹取代灰度条纹图像进行投射,投射图像数量减少了八幅,提高了图像信息携带量和物体测量效率。(3)搭建了实际三维测量平台,并基于此系统采用了张正友棋盘格标定法对摄像机和投影仪分别进行标定,获得了测量系统参数。采用本文方法、基于最佳条纹选择算法的本文方法和未经颜色通道串扰补偿的本文方法对不同深度的平面进行对比测量,验证了本文方法更具有抗干扰性。再采用本文方法对不同材质的曲面进行三维测量,较好的获得了被测目标物体的表面信息,验证了本文方法的有效性和适用性。