条纹投射轮廓术作为一种光学三维测量技术,由于其具有非接触、结构简单、方便快捷、成本低等优点,在各个生产生活领域中都有着广泛的应用和发展前景。虽然在有关条纹投射技术方面取得了许多研究成果,但是仍存在着一些尚未解决的问题。由于设备本身的原因,条纹投射系统在测量的过程中存在着不可避免的误差,这使得测量精度受到影响。为此,本文根据条纹系统中的几何关系,针对其中限制测量精度的一些因素,提出了一些实用的深度测量方法。本文的研究工作主要包括以下几个方面:本文分析了条纹投射系统中的极线几何,得出了投影仪与相机存在约束关系,并以此为基础,根据极线都汇聚于极点这一特性,推导了极点位置的计算方法。又依据射影变换中存在的交比不变的特性,建立了反射光处物体深度与位相之间关系表达式,并分析了其中由于投影仪所带来位相误差对测量精度的影响,这也是制约测量精度的重要因素之一。本文提出了基于像素交比不变性的深度图像快速重建方法。现有的像素坐标交比测量技术虽然理论上可以消除投影仪误差对测量结果的影响,但是在精度和速度上仍存在着一些制约。为此,本文根据像素坐标的交比不变性,推导出了物体深度和像素坐标之间关系的一般函数,通过预先使用多个不同位置的参考平面对其中的参数进行最小二乘标定,此方法标定得到的参数只取决于测量系统,而和待测物体无关,较好的提升了测量精度特别测量速度。此外本文还提出使用平均位相代替基准位相来进行深度计算,根据更多参考位相计算而来的平均位相能够减少测量中随机误差的影响,进一步提升了测量的精度。本文也通过实验验证所提出方法的可行性,并将测量结果与现有的几种测量方法进行对比,证明了本文提出方法不受包括镜头畸变和非线性的投影仪误差的影响,并在测量精度和效率上也有很好的折衷。