条纹投影三维轮廓测量技术具有非接触性、测量速度快、精度高等优点,且易于在计算机的控制下实现自动化的操作,如今成为一种应用广泛的三维形貌测量技术。随着制造业水平的不断提高,物体形貌测量的需求也日益增大,三维形貌测量技术在速度和精度方面面临着许多亟待解决的问题。由于投影条纹的相位解调质量直接影响着测量精度,投影及采集的速度决定着三维成像的速度,因此,准确、实时地提取物体的相位分布成为了三维形貌测量研究的关键问题。圆结构条纹相较于直条纹具有较高的灵敏度,在此基础上,本文提出了基于圆条纹的径向空间载波相移算法。通过将一幅采集到的条纹图像进行数字径向移动,获得在径向上具有像素错位的三幅准相移图像。通过对提取到的三幅图像进行傅里叶变换取出+1级信息再进行逆傅里叶变换,得到的信息进行简单运算,可以方便重构相位信息。此外,通过仿真和对静态物体的三维测量实验,验证了该方法的有效性,提高了相位恢复的精度。通过对运动物体在不同位置处的三维测量实验,以及在不同速度下动态物体的表面轮廓重构实验,证明了此方法对动态场景的准确性和实时性。针对小型待测物体三维测量需求,本文搭建了一套基于结构光的动态三维显微测量系统。利用三目体式显微镜中两条相互独立且具有一定夹角的内部光路分别作为投影光路和图像采集光路,根据三维测量原理及圆条纹径向空间载波相移算法,实现了对小型待测物体的三维形貌测量。通过静态测量实验证明了该系统对小型物体三维测量的可行性;动态物体测量实验选择了带有标记的旋转锥体进行实验,证明了三维显微测量系统对小型动态场景具有良好的三维测量效果。