随着计算机技术和光电技术的发展,新的光学三维测量方法不断涌现。主动三维测量技术中最具代表性的结构光三维测量方法通过向被测物体投射结构光,并拍摄经被测物体表面调制而发生变形的结构光图像,然后从携带有被测物体表面三维形貌信息的图像中计算出被测物体的三维形貌数据。其在机器视觉、逆向工程、工业自动化和实物仿型、文物遗产保护等领域展现了强大的生命力和巨大的应用潜力。结构光三维测量技术虽然已在多个领域得到广泛应用,但现有的研究工作主要集中在静态物体或者缓变场景的形貌测量上。目前商品化的结构光三维测量系统,单次测量时间普遍超过了0.5秒,这使得其难以对于动态物体或者变化场景进行实时三维测量。针对此科研难题与市场空缺,本硕士论文旨在研究高速实时三维形貌测量技术与相应系统的设计,侧重其硬件系统的设计。本文首先介绍了三维光栅测量的基本原理,包括相移法,相位展开方法,系统标定与坐标转换的原理等。然后重点研究了高速实时三维形貌测量系统中的硬件系统的设计部分。本硬件系统主要采用了FPGA芯片来实现条纹数据的编码存储,并且利用FPGA控制DLP投影仪将结构光栅条纹投射到目标物体上。FPGA芯片开发软件采用Quartus Ⅱ,并用Verilog HDL硬件描述语言来完成VGA时序的控制和相机与投影仪间的同步。在上述基础理论与硬件平台的支持下,完成了高速光栅投影实时三维测量系统的搭建。基于上述硬件平台,本文首先对条纹投影系统进行了实验,验证了其可以按规定时序准确无误的投射出所需的光栅条纹。此外,我们利用整套三维测量系统对于较为复杂的场景进行了动态实时测量,实验结果验证了本系统可以有效的实时重建复杂场景的三维形貌信息,测量速度达到0.0083s,其重建的相对精度达到0.05mm,重建效果较为理想,基本满足实时测量的要求。本文最后,给出了系统的一些参数指标。