近年来，应用结构光方法实现的三维测量技术取得了迅速的发展，结构光测量技术以其高精度、高采集速度、大数据量和非接触等优点，在工业制造、生物医学等科学领域得到快速的发展和广泛的应用。其中投影光栅条纹的相位法三维测量技术已成为研究的热点之一。本文研究了外差法多频相移三维测量技术，论文的主要工作包括以下几方面内容：　　(1)对外差法多频相移三维测量技术进行了研究，建立了外差法多频相移三维测量系统。该系统包括相机标定，外差法多频相位展开，像素点匹配与三维重建。通过测量实验，验证了该系统正确可行。　　(2)在张正友基于平面靶标标定方法的基础上，结合摄像机的线性和非线性模型对立体视觉系统进行标定。实验表明该方法是一种较高精度的标定方法，并将此方法运用至外差法多频相移三维测量系统中，取得了较好的测量效果。　　(3)针对图像噪声、阴影和背景等问题，提出图像预处理的方法。本文比较了几种去噪方法，结合正弦波的特性，最终采用高斯滤波去除图像中的噪声；针对阴影和背景，提出采用黑色背景和设定阈值的方法，提高了运算速度，有效地实现了准确匹配。　　(4)通过对标准平面和标准圆柱的测量实验进行验证，分别进行了平面和圆柱的拟合，根据拟合结果给出了测量精度对比。分析了伽玛变形和相位展开误差对系统精度的影响，采用伽玛校正的方法，获得了正弦特性较好的光栅条纹图案；采用相位校正的方法，恢复出连续性较好的相位展开图，从而提高了整个外差法多频相移三维测量系统的精度。