近年来,随着现代制造业、信息科技和文物保护等领域的快速发展,对三维数据获取的要求越来越高。结构光三维测量方法具有无接触、高精度的优势,逐渐成为三维测量领域的重点研究方向。相对于黑白编码,彩色编码结构光测量系统通过引入颜色信息提高了测量效率,但其编码可靠性会受到被测物体颜色、形状和周围环境光的影响,容易发生误码,进而降低测量精度。本文针对彩色编码的可靠性和效率展开研究,引入通信系统中纠错码理论提升编码的可靠性。首先,本文介绍了结构光三维测量的原理,针对常用的彩色编码方法分析了结构光测量时产生误码的原因及误码对系统测量精度的影响。以通信系统的隐马尔可夫模型为基础,建立了结构光测量系统模型,并根据模型对通信系统中几种纠检错编码方法进行了分析和对比,分析结果表明循环码具有循环特性和编、解码简单等优点,适合应用到结构光测量中。其次,为兼顾编码效率和编码可靠性,以循环码为基础提出了一种具有纠错功能的时空彩色编码方法。在该编码方法中,按照循环码的编码规则,生成循环码的码字,根据循环码的理论该码字具有的纠错能力。以R、G、B三个颜色通道为载体,生成结构光编码图案,先使用码字第一个颜色通道的灰度值进行编码;对上述生成的循环码字进行循环移位,利用移位后的码字对第二个颜色通道进行编码,以此类推使用再次移位后的码字对第三个颜色通道进行编码,这样三个通道之间存在的移位关系也可作为检错和纠错的依据,增强了编码的纠错性能;最后,将三个通道的编码信息合成一幅空间彩色编码图案。为了增加编码的长度,可将上述图案进行周期延拓,对每个周期使用彩色二进制进行时间编码。再次,针对上述编码图案设计了一套彩色编码图案的解码方法。为了提高测量的抗噪声性能,使用重心方法对条纹中心进行了定位,然后使用聚类方法实现了编码条纹中心的颜色识别得到三个通道中的灰度对应的码字。利用循环码的特点分别对三个通道中的码字进行检错和纠错,再利用三个通道之间码字的移位关系对码字进行二次检错和纠错得到最终的特征码值。对周期延拓情况,可对每个周期对应的编码空间进行颜色识别,然后使用二进制译码方法进行译码得到每根条纹的编码。最后,设计并搭建了结构光三维测量实验平台,在实验台上对彩色编码结构光进行试验分析,验证了本文提出的编解码方案可有效提高编码的可靠性。