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三维轮廓测量技术广泛应用于自动化制造、在线检测、反求工程、医学诊断、机器视觉等领域。光学投影式三维轮廓测量技术具有非接触、高分辨率、无破坏性、数据获取快等优点,成为近年来的研究热点。由于彩色图像较灰度图像具有更加丰富的信息量和更好的识别特征,因此,利用光的颜色信息来进行三维测量成为一种新的方法。本文主要研究基于彩色RGB空间模型的条纹投影三维轮廓测量方法。主要研究内容及成果有:(1)深入分析和比较了各种三维测量原理,采用基于主动视觉的无约束测量结构,构建了相应的测量系统平台,并介绍了CCD摄像机和投影仪的标定方法。针对对称十字中心和棋盘格角点两类特征点,分别研究了相应的特征提取算法,提取精度达到了亚像素级。(2)在三步相移法的基础上替换一幅均匀光强的平面图像得到改进的2+1相移法,并结合RGB彩色空间模型,提出了彩色相移技术。2+1相移法对噪声敏感度低,可获得高质量的被测物体纹理图像。彩色相移法只需投射一幅彩色正弦条纹图就能进行相位测量,较灰度相移法而言,大大缩短了测量时间。(3)考虑到传统相位展开方法的解相误差会在面内累积传播,因此,提出采用一幅RGB彩色编码图进行相位展开,该方法模仿人眼视觉过程,只需提取周期边界线,处理数据量少,且选用红、绿、蓝三基色进行编码,降低了对外界噪声的敏感度,提高了解相精度和速度。(4)结合彩色相移法和变频条纹投影技术,提出了彩色变频条纹投影法,该方法使用彩色相移条纹图,简化了测量过程,且在时间域上实现了各像素点独立的相位展开,解相误差不会累积传播。(5)基于RGB彩色模型设计了空间彩色自规范格雷编码,此编码既保留了灰度空间编码的特性,又利用RGB三通道的组合,生成了更多独一无二的码字且相邻的码字都不相同,能够用于测量较大自由曲面和表面陡峭的物体。解码时采用自适应阈值方法二值化彩色图像,具有很强的抗干扰能力,能够用于测量彩色物体。