镜面物体三维测量是工业测量的重要组成部分，且随着汽车涂装、精密抛光、自由曲面加工等行业的不断发展，镜面物体测量需求愈发强烈。相位偏折法作为镜面三维测量的一种，因其具有非接触、高精度、低成本等优点，被认为是最具研究价值和应用前景的镜面物体测量手段。目前，国内外关于相位偏折的研究多是在实验室环境下进行的，对于其在工业应用上的分析较少。本文结合工业测量时镜面形貌复杂、反光特性差等特点，对相位偏折测量中的若干关键技术做了如下研究：
　　1、在系统标定方面，提出了一种利用摄影测量的相位偏折系统几何参数标定方法。通过构造显示屏特征点，满足摄影测量要求，以摄影测量系统作为转换中介，建立起显示屏坐标系与相机坐标系的转换关系，实现几何参数标定。实验结果表明标定后的系统面型重建精度可以达到700nm。
　　2、在相位提取方面，分析了显示屏非线性效应对相位提取精度的影响，研究发现多步相移对非线性误差有良好的抑制效果；对比了基于格雷码编码的相位展开法和基于多频外差的相位展开法在工业应用中的实际效果，研究表明三频四相方法能够有效满足工业测量相位提取需求。
　　3、在镜面三维重建方面，研究了一种改进的Southwell区域波前重建方法，针对工业测量梯度数据较差的问题，研究了一种梯度数据预处理方法，仿真和实验结果表明改进的镜面三维重建方法能有效满足工业镜面重建需求。