随着计算机技术、图像处理技术和光学的快速发展,光学非接触三维物体形貌测量已成为近几年人们的研究热点,并且得到了广泛的应用。其中,结构光投影的三维形貌测量方法的发展和应用最为广泛,被公认为最有前途的三维形貌测量方法。本文是在前有的基础上更进一步的研究光学三维形貌测量方法,有效地提高三维形貌测量的速度、精度和实际应用范围,具有很高的价值。本文第一章是绪论部分。第二章介绍了三维形貌测量集成化总体设计。主要包括光栅投影、图像采集、空域变换和滤波、集成显示等等。第三章主要介绍了三维物体形貌测量的原理、相位解调和相位展开的方法,还介绍了基于四步相移法的三维物体形貌硬件条件和软件环境,并详细地给出了结构光投影与测量的一体化设计、四步相移法的模拟实验和误差分析。第四章主要研究了滤波器截止频率的选取对三维形貌测量精度的影响,通过各种变换和处理,恢复出高精度的三维物体形貌,并分析其误差和原因。第五章介绍了用OpenGL编程在VC++中实现三维物体形貌测量系统的集成化显示技术,主要包括OpenGL的概述、优势、基本功能和各种变换,详细说明了怎么实现三维物体形貌轮廓绘制的具体步骤。第六章为总结和展望部分。本论文的创新点如下:1)实现了结构光投影与测量的一体化。2)通过选取滤波器的截止频率选择合适的滤波器在很大程度上提高了三维形貌测量精度。3)通过OpenGL编程在VC++中实现了三维形貌轮廓的3-D显示。4)初步实现了集光栅投影、图像采集、傅里叶变换和滤波处理、四步相移法实现三维形貌轮廓的恢复和3-D显示于一体的集成化研究设计方案。