光学三维测量在生产生活中得到了越来越广泛的应用,随着科学技术的进步,对光学三维测量技术也提出了更高的要求,尤其是测量精度方面。本文针对单目结构光三维测量系统,从系统标定、相位的提取和平台搭建等方面,对影响系统测量精度的因素进行深入的分析研究,然后采用相应的方法解决这些因素对测量精度的影响,实现了系统测量精度的优化。主要研究内容如下:(1)研究了单目结构光三维测量系统的测量原理并建立了其数学模型,详细地分析了系统的标定和重建模型。(2)提出了基于二维正弦光栅编码的系统标定和基于一维正弦光栅编码的三维重建方法,消除了投影仪镜头畸变引起的测量误差,在保证测量效率的基础上,提高了测量精度。(3)研究了相位的提取技术,指出了投影仪的伽马非线性是影响相位求解精度的主要因素。建立了投影仪的伽马非线性对相位影响的数学模型,提出了免疫于伽马非线性的八步相移法,消除了伽马非线性对相位求解的影响。(4)建立了单目结构光三维测量系统精度分析模型,通过分析系统结构参数和焦距对测量精度的影响,提出了选取系统结构参数和焦距的优化方案,并利用仿真软件对系统进行仿真,验证了分析的正确性,为系统测量平台的搭建提供了理论指导。(5)在上述研究成果上,搭建了系统测量平台,进行实际测量实验,分析系统的测量精度。