光学三维形貌测量方法是一种非接触的测量方法,具有高速,高精度以及高分辨率的优点。它在工业自动检测,产品质量控制,逆向工程,生物医药,文物保护,人体测量和电影特效方面有着广泛的应用。动态高速光学三维形貌测量技术应用前景更加广泛,但是现阶段无法完全满足实际应用的要求。随着计算机技术和光电子技术的不断发展,各种高性能器件及数据处理算法的出现,动态光学三维形貌测量技术将会更快更好的发展。条纹投影动态三维形貌测量是其中研究较多的技术,以相位测量轮廓术和傅里叶变换轮廓术为主。相位测量轮廓术测量精度高,但是测量速度较慢;傅里叶变换轮廓术测量速度快,但是测量精度较低。因此,高精度动态三维形貌测量以相位测量轮廓术为主。影响其动态三维形貌测量精度的一个关键因素是运动导致的相移误差。在人脸形貌三维形貌测量中,为减少对被测者的影响,红外光是常用的光源。实际中,普通黑白工业摄像机对红外光的响应明显低于可见光,要获得质量好的图像,摄像机的曝光时间较长,运动导致的相移误差更加明显。本论文研究了基于红外条纹投影的相位测量轮廓术在动态三维形貌测量中的精度提高问题。论文的主要内容有:(1)介绍了相位测量轮廓术基本原理,分析了运动对相位测量轮廓术测量精度的影响。(2)讨论了条纹相位提取算法,提出了加窗傅里叶分析辅助相移提高动态场景三维测量精度的方法。先采用加窗傅里叶分析法估计变形条纹间的实际相移量,然后采用最小二乘法估计出变形条纹的相位分布,从而降低了运动导致的相位恢复误差。(3)针对实际三维场景测量中采用相移估量计算法虽然提高了动态部分相位的测量精度,但是降低了静态部分相位的测量精度,提出了动静分离的方法,将场景中的动态和静态部分进行分离,分别用不同的方法处理。在动态部分采用加窗傅里叶分析辅助相移法,而在静态部分采用传统的相移法计算变形条纹的相位,从而提高了整个场景中的相位恢复精度。(4)搭建了红外条纹投影动态三维形貌测量实验系统进行对比实验,验证提出方法的正确性。论文的创新点主要有:(1)提出加窗傅里叶分析估计动态变形条纹间的实际相移量,有效提高了相移量的估计精度,从而提高了相位测量轮廓术动态三维形貌测量的精度。(2)提出了动静分离的方法,有效提高了同时包含动态和静态部分的场景三维形貌测量精度。