相偏光栅投影技术是一种结构光非接触测量技术，在生产生活中具有广泛应用和优良前景。虽经过多年发展，但现有的相偏光栅技术仍存在一些问题，限制该技术的发展与应用。本文基于数字相偏光栅投影技术，研究相偏光栅投影技术中的一些问题，并提出可行的解决办法。
　　对于相位展开算法，本文提出一种不用约束相位展开路径的空间相位展开算法，它可以较快地完成相位展开，同时又能避免噪声在包裹相位图中的传播。该算法将包裹相位图的像素点进行分类，并利用检测出的边缘像素点对包裹相位图进行分区，对各区分配叠加相位值后，对不同类别的像素点使用不同的相位展开策略完成相位展开。模拟实验、实物实验证明该算法的有效性以及实际应用中可与常规算法的相位展开质量相当的性能。
　　对于彩色复合相偏光栅投影的非正弦误差，提出一种误差补偿方法。本文分析了彩色复合相偏光栅投影中非正弦误差的产生机理，并介绍了常见的补偿方案。本文所提方法通过对包裹相位图的平面背景部分采集相位值样本，并将其与理想平面对应相位值相互匹配生成相位误差查找表(LUT)，利用这个查找表对测量得到的包裹相位图直接进行补偿。实验验证了使用相位值建立的查找表具有简单、实用，相对利用灰度值建立的查找表对误差补偿效果更好。
　　针对后续研究的小视场测量需要，本文设计了一种以双胶合透镜为基础的光学系统。根据设计需要计算该光学系统的初始结构，并考虑初始结构特点进行优化。展示的优化后光学系统参数表明设计的光学系统能够达到使用要求。