光学三维轮廓测量技术在自动化检测、汽车等工业设计、生物医学、虚拟现实和安防领域得到了广泛的关注和应用。光学三维测量方法具有非接触性、无损耗、可全场扫描、测量精度高等优点,已成为研究热点。本文主要选取傅里叶变换轮廓术和相移法作为三维轮廓测量系统的理论方法。目前三维轮廓测量系统大多基于PC系统,嵌入式专用化测量尚未成熟,而由于三维轮廓测量包含大量相位求解和相位展开等运算,所以不利于在通用计算机上实现快速测量。为此,本文提出了相应的改进研究,主要工作如下：(1)设计并实现了基于FPGA+DSP的三维轮廓测量系统,包含条纹设计生成、条纹输出投影、图像采集与数据处理模块。其中使用Cyclone系列FPGA设计实现正弦条纹编码,采用DVI技术实现RGB图像信号与LCoS微型投影仪之间的传输。由于FPGA时序准确、DVI技术抗干扰性好,可在720p微型投影仪上实现良好的相位条纹图投影,并从调制系数、光强和Gamma效应等方面改进条纹质量。利用DM642核心的DSP板卡系统实现图像采集与数据处理,通过FPGA标志信号读入CCD图像传感器采集的待测区域数据,凭借DSP良好的运算性能,快速地实现三维测量中相位求解和空域相位展开等算法。(2)针对相移法相位求解中常用的反正切运算,提出基于查找表结构的算法优化,以较小的空间资源换取相位求解速度的提高,通过相移法实验表明,基于LUT算法可有效减少反正切运算时间。(3)搭建稳定可调的光学平台,对相位高度映射标定方法,采用优化参数组合来减少测量误差,结合条纹改进,正常测量下实验精度达到0.9mm.并具体分析基于傅里叶变换轮廓术和三步相移算法的软硬件整体方案,进行实验测量。