发动机作为航空飞行器的动力来源,其性能对飞行器起到决定性作用。叶片是航空发动机的重要零部件之一,其质量的好坏直接决定发动机性能。目前,国内外科研人员提出许多测量叶片三维形貌的方法,但这些方法依然无法同时满足测量精度高、速度快、成本低等方面的要求。因此,研究如何实现高精度、高效率、低成本的发动机叶片三维形貌测量具有重要意义。首先,设计基于光栅投影的发动机叶片三维形貌测量系统。分析叶片测量系统的硬件需求与软件需求,介绍光栅投影测量中的光学技术,分析其测量光路,确定实验中的测量形式,在此基础上完成硬件选型与软件设计。为后续测量系统标定、图像采集与处理奠定基础。其次,研究形貌测量系统的标定方法。分析广泛应用的传统张正友标定法,针对标定参数存在动态变化这一问题,提出一种考虑参数变化的标定方法。利用两种方法对测量系统进行标定,并通过标定参数测量线条的长度,对比两种标定方法的精度。建立准确的实物表面点信息与条纹图像点信息之间的对应关系,为提高叶片三维形貌测量精度奠定基础。再次,研究形貌测量过程中条纹图像的生成与处理技术。利用计算机软件生成标准正弦光栅条纹,分别利用四步相移法与时间相位展开法对光栅条纹进行相位解调与相位展开,对传统差频相位展开算法进行改进,并对比分析改进前后的相位展开精度。通过提取更加准确的相位信息,使叶片三维形貌测量精度明显提高。最后,搭建光栅投影三维形貌测量平台,测量发动机叶片三维形貌,并对实验中影响叶片形貌测量精度的误差进行分析。利用四步相移法对采集的变形条纹进行相位解调得到被测叶片的包裹相位,通过改进的相位展开方法得到被测叶片的绝对相位,最终获取发动机叶片三维形貌。