三维重构技术目前已经广泛应用于精密检测、辅助医疗、无人驾驶、人脸识别、安检物流、增材制造等领域。标定是三维重构技术系统中的关键步骤。然而,在传统的校准过程中,由于校准板基于二维模型,校准板的平整度和照片拍摄的角度将会影响到后续基于特征点拼接步骤的精度。此外,照片的数量过少也会影响校准结果,为了提高校准精度,需要尽可能的拍摄多张照片。因此,本研究的主要目标是实现系统参数的简单、快速、高精度的校准,满足工程实践中标定的需要。本文首先提出了一种基于圆形特征点的立体三维标靶,采用亚像素级圆心提取以及基于曲率的边缘点滤波,可准确的获得圆心特征点的坐标。其次,通过三维立体标靶的8个角落点的透视投影约束关系获得图像坐标与世界坐标的对应关系,进而得到标定板内其他剩余像素点的坐标对应关系,完成结构光系统的标定;然后,投影仪的标定中在坐标映射法的基础上采用移编码的正弦结构光,选择投射三种不同频率的相移条纹光栅。最后,在畸变的校准方面利用了基于立体标定板内在标靶的正交消隐点约束对摄像机的畸变做了非线性矫正。使用Python对标定数据进行处理,得到标定后的内外参数。为了分析理论的有效性,本文搭建了三维扫描系统并编写了相关上位机软件。上位机软件部分界面是由Lab VIEW编写,底层相位解包裹算法用C++编写并封装成动态链接库给Lab VIEW进行调用,同时用MATLAB和数据进行处理以及阈值分割,通过上述装置对细小物体螺丝进行扫描重构。实验结果表明重建物体的3D几何表面是平滑的,它避免了缺失的部分、视觉效果较好。此外,小型和复杂对象的误差范围可减小至0.03～0.05毫米。证明本方法简化了校准步骤,在实际应用中降低了校准成本,有更好的应用价值。