真实物体的三维形状测量与重建技术是计算机图像处理技术的一个分支，是计算机视觉和计算机图像图形处理相结合的一个研究方向。它在考古文物建模、城市模型数字化、影视娱乐中动画模型建立，逆向工程设计精确模具和工业自动化等领域都有着广泛的应用前景。如何快速而准确地获取被测物体表面的三维物体形状信息，并根据这些信息对被测物体形状进行三维重构和实时显示，仍然是一项重要而有难度的研究课题。 本文研究了一种“基于时空编码结构光场的完整三维模型实时获取系统”，以一台投影设备投射时空编码结构光，手持被测物体在光场中做自由多角度旋转，CCD摄像机同步获取被测物体编码信息，经图像处理计算出三维信息并实时显示。该系统可以对运动物体扫描，实时反馈环节能够有效地保证重构的完整性，并具有较高的重建精度与效率。 本文概述了三维信息技术的发展，重点归纳了主动式编码结构光三维信息获取的各种技术方法，阐明了本文工作的研究意义，规划了方法实现过程，中心研究内容包括：结构光系统三维几何模型的建立、编码结构光设计、系统标定以及多视角深度图像的配准。论文建立无约束光平面几何模型，通过增加光平面的参数，解除了传统三角测距模型中投影仪和摄像机必须平行摆放的位置限制；独创了三次位移交比不变光平面标定方法，并分析了光平面法向量标定不确定度的成因；总结了编码光设计要素，提出二进制时空编码结构光的设计原则，并设计出高效高采样率适合测量运动物体的3帧56条纹编码。为了获得全视场三维信息，利用改进的最近点迭代算法(ICP)完成多场景信息配准。论文最后分别给出对二个实物进行表面三维信息获取的实验结果和对一个实物进行多视角三维配准的实验结果，用于验证系统的可行性。