条纹投影测量轮廓术(Fringe projection profilometry,FPP)是三维形貌测量的一种主动测量方法,具有非接触、测量范围大、实时性强的特点,目前被广泛应用于工业产品、质量检测、视觉导航等。FPP测量系统广泛采用三角结构,基于系统外部参数标定,确定相机与投影仪的位置关系,结合投影仪-相机内部参数标定,通过坐标变换和三角关系,实现物体形貌的三维重建。目前,基于三角法的三维重建技术已经很成熟,其测量精度高且速度快,已逐步形成产品应用于工业检测中,如结构光扫描仪等。然而,基于三角法的FPP测量系统对深孔及表面高度变化比较大的物体进行测量时,视场中部分待测表面会被旁边较高表面遮挡形成阴影,而FPP测量系统对于阴影部分是无法直接进行重建的。另外,对于一些复杂、狭窄的测量环境,三角法的测量结构无法实施。针对上面两个问题,本论文研究基于同轴结构的FPP测量系统以减少单个方向的视场空间适应特定的测量环境,并且能够很好地解决遮挡问题实现无阴影测量。本课题研究了FPP技术,并基于同轴结构的FPP测量系统,提出一种多距离约束的方法(Multidistance constraint method,MDC)来实现无阴影测量。该方法通过改变投影仪的位置,使得同一物点获得不同频率的条纹,相机的成像面上的每个像素都可以通过不同频率条纹获取更多相位信息。并通过构建待测物点的相位和其三维坐标之间的几何约束关系,最后采用最小二乘算法获取物体各点的三维信息。经过实验验证,MDC方法不仅可以有效地实现无阴影重建深孔及阶梯物体的三维形貌,而且可以对复杂物体的细节进行重建。