二十一世纪以来,随着机器视觉和图像处理技术研究的不断深入,三维扫描技术取得了巨大进步。其中结构光投影测量技术作为三维扫描技术的核心组成部分,凭借其非接触、高效率、较高的精度和丰富的点云信息等优点已被广泛应用于先进制造和智能制造领域。但该技术在某些场合的应用还受到限制或不完善,如大型物体的精密测量、复杂形貌的三维几何特征参数的提取等。针对这一问题,本文在传统的单目视觉测量系统的基础上,通过增加辅助光源的方法扩展成像范围,建立了新型的双投影结构光系统,解决了传统系统所面临的阴影问题。本文的研究内容如下:1、系统标定。本文对影响结构光三维测量效果的各项关键技术进行了研究,详细分析了摄像机的成像模型以及测量系统的相位-高度映射模型,采用张正友标定法完成相机标定工作,通过求解线性方程完成系统高度矩阵相关参数的求解。2、图像处理。针对光栅条纹图像的处理问题,尤其是双投影系统中重叠部分相移光栅信号分离这一技术难点,在传统的四步相移法的基础上进行创新,利用相移光栅之间的灰度特性,通过左、右投影仪投影序列之间合理的时序安排,实现重叠部分干扰信号的有效消除,完成相位解算。最后通过多频外差法完成相位展开工作。3、系统设计。为说明双投影结构在解决阴影问题方面的优势,设计并搭建了双投影结构光三维测量系统,基于Visual Studio集成开发环境下的MFC框架编写了配套的测量软件,实现了对物体三维形貌的测量,并与传统的单投影系统进行了相关对照实验。