随着现代工业的发展,许多大型零件具有复杂的表面形貌,如何进行准确的检测是现代工业面临的主要问题。结构光技术是以非接触式手段测量的主动测试。采用这种技术具有测量准确率高、范围大、易于扩展、适应性强等特点。最先进的主动视觉非接触测量已经广泛应用于工业自动化、医疗辅助仪器、逆向工程等多种领域。本文简要介绍了光学三维测量方法,描述了结构光测量的格式及应用。并且研究了光学仪器及转台标定、系统Gray条纹处理的编码解码算法。在此基础上,完成了导弹三维测量系统的硬件和软件设计。首先通过分析测量模型得到被测物体空间姿态的公式。研究并分析了测量系统中两种光学仪器的标定方法和算法,对标定方案设计了合理的方法。利用被测物体三维位置随意变化的技术,实现相机的非线性标定。采用了局部单应矩阵的标定技术解决投影仪标定技术精度低的问题,给出了系统中投影仪的内外参数和畸变系数。研究双相机系统模型,分析在同一水平高度下单相机与双相机在测量物体上的差别,确定了结构光三维测量系统中选取双相机进行测试。其次,系统的光学仪器标定参数与解码数据联合计算被测物体的外貌云数据。分析了多点云的稀疏降噪技术,得到了基于棋盘标定板位置的线性旋转轴方程。设计并实现了利用运动控制卡控制转台的三维测量系统。多视点云的自动采集是通过旋转平台实现。最后,讨论并比较投影仪的不同编码技术,最终采用了正反Gray编码并实现投影图像直接和间接光分量结合的无效区域获取方法,用交点法求出Gray灰度值。利用该系统对标准量具和导弹进行了实验,实验数据显示,导弹三维测量系统具有较高测量精度且能够满足导弹的测量需求。