光学非接触测量技术是获取物体三维信息的重要手段之一。编码结构光法以较高的测量精度和易于实现的优点而成为三维测量和机器视觉领域的研究热点。众多编码方法中,传统的时间编码方法能获得离散的被测空间划分,存在分辨率低的缺点。为了解决这个问题,本文对各类编码方法的优缺点进行了分析比较,提出了一种改进的用于获得结构光系统投射角的格雷码与相移法相结合的编码方法。格雷码的优点是能够最优化编码步数、稳定性高且降低解码误差;相移法的优点是能够获得被测空间的局部连续划分。二者结合在理论上能够对被测空间进行整体连续细分。基于上述方法,本文的主要研究工作如下:1.给出了一种改进的适用于结构光测量系统的相移投射图案,该图案可确保采样点的相位在(π,-π]范围内周期变化,再将其与格雷码值结合得到绝对相位。推导了从绝对相位空间到投射角空间的映射公式,从而求取采样点的投射角。2.解码过程中,会出现格雷码周期和相移周期错位的问题,对此,本文通过判断相邻像素点的格雷码值增加和相位突变是否一致进行调整。3.采用3dsmax仿真出投射器、摄像机等系统设备以及被测物体和测量环境,摄取多幅编码条纹图像。对格雷码灰度图像采取局部阈值的二值化方法,以便保证解码周期的准确性。4.采用Matlab编写图像处理程序和三维重构程序。本文通过仿真实验对平面、球、圆锥等解析几何体的表面以及非解析复杂表面进行测量,并对实验结果进行了分析。