三维重建是指利用计算机等辅助设备对空间物体建立数学模型的过程,它是通过计算机对其进行操作、处理和性能分析的基础,同时也是虚拟现实的关键技术。目前,三维形状的获取已经被广泛的应用于诸如计算机图形学,虚拟现实,医学诊断,机器人视觉,工业检测,逆向工程等领域。传统的三维重建,如被动式的三维重建存在着匹配精度低,无法处理低纹理物体等问题。因此,主动式的三维重建技术越来越受到人们的重视,而主动式三维重建中最主要的就是基于结构光的方法。所谓基于结构光的三维重建就是预先生成一系列的图像,然后将这些图像通过投影仪等设备投向物体,通过人为的增加物体的纹理信息来提高重建的精度。最经典、使用最多的是格雷码和正弦条纹码相结合的重建方法,近几年越来越多的人开始使用彩色编解码。本文首先对经典的格雷码结合相移的方法进行了研究和改进,而后,又结合了传统方法和彩色编码的优点,提出了格雷码和彩色编码相结合的方法。具体的工作内容及研究创新如下:1.传统的格雷码与相移相结合的方法通常首先向被测物体投射一组格雷码条纹,确定出物体表面的大致区域,然后投射一组正弦条纹码,对之前确定出的各个区域进行细分,得到与图像各像素点对应的信息,最后确定出物体上的点在左右两幅图像中的对应关系。但传统的方法中经投影仪投影并由摄像机采集到的正弦条纹会丢失一定的正弦特性,针对这一问题,本文引入了调制强度函数,通过循环迭代的方法对计算机生成的正弦光栅进行一定的补偿,提高了相位的可靠性,改善了最终的实验结果。2.传统的黑白条纹编码含有的信息往往较少,而彩色图像往往含有更多的信息,因此在结合了二者优点的基础上,本文提出了格雷码结合彩色编码的方法,第一步仍是向被测物体投射一组格雷码条纹,确定出物体表面的大致区域,然后投射一张预先设计好的彩色编码图案,利用传统的局部匹配的思想寻找同名点,该方法不但避免了传统结构光方法中周期不一致情况的发生,而且改善了彩色编码方法的实验精度,减少了传统匹配算法的搜索范围,另外还减少了投影图像的数量,取得了较好的实验效果。