随着新一轮工业革命浪潮的到来,工业级产品制造领域的发展迫切需要更高效、更精确的三维测量技术,双目结构光三维测量技术在工业级产品测量中的应用越来越广泛。但是双目结构光系统的精度受限于相位解包裹的相位精度问题,以及当被测物体形貌结构复杂时,因双目相机视野的局限性,会导致得到的三维点云数据缺失严重,因此提高双目结构光三维测量技术精度有着重要的研究意义和应用价值。论文的主要内容为:1.建立相机几何模型,研究梳理了三维空间点与二维图像平面之间的映射关系;研究了双目立体视觉的基本原理,从双目模型建立、双目标定、对极几何与立体校正等几个部分分别展开了论述;从效率和精度方面分析了结构光三维测量技术中各个测量方法的利弊,作为本文双目结构光三维测量技术的研究方向,重点围绕相移法和多频外差法的基本原理和算法进行了详细推导;2.针对双目结构光三维测量系统中投影设备的非线性响应问题,以及多频外差解相时产生的跳跃性误差问题,提出了一种基于多频外差原理的双N步相位解调算法。该算法通过优化选择多频外差原理相位解包裹方法的投影条纹方式,并且和双N步相移算法相结合,可以有效抑制解相时产生的跳跃性误差,并且可以降低条纹投影轮廓术中的非正弦性导致的相位误差。通过相位解包裹实验和实物测量,验证了该方法的有效性和可行性,相位解相得到的相位精度有着明显的提升,并且取得了较好的测量结果;3.针对双目结构光对形貌复杂的物体三维重建时的视野遮挡问题,提出了一种基于双系统的大视野三维测量技术。通过将双目结构光系统看作两个相机共用一个投影仪,构成两个单目子系统,将两个子系统的三维坐标原点建立到同一位置,避免了操作复杂的三维点云拼接,并且在此基础上可以获得相机视野盲区的点云信息。