获取三维轮廓[9]信息主要有两种基本方法：被动三维传感和主动三维传感。被动三维传感是利用非结构光照射物体，再利用一个或多个摄像系统来接受反射的光，从获取的二维图像中确定距离信息，形成三维面形数据。当要从单一摄像系统拍摄的二维图像中得到物体的距离信息时，必须依赖物体形态、光照影响等先验知识，如果这先验信息不完整，那么在计算距离时可能会产生错误。当从两个或多个摄像系统所拍摄的不同视觉方向的二维图像中计算距离时，可以将两幅或多幅图像中的相同信息相互匹配，最终通过计算恢复物体的表面形貌，但是，当被测物的表面结构信息过于简单或复杂时，以及被测物表面的各点反射率没有明显差异时，这种计算将更加困难。因此，被动三维传感的方法主要用于对三维物体的识别、理解以及用于位置、形态分析，在机器视觉领域，三维传感技术已经广泛地得以运用了。81410

主动三维测量采用了结构光照明方式。因为被测件表面三维形貌对投影仪产生的结构化的光场进行了空间或时间的调制，所以通过对已经被物体表面三维形貌调制过的结构光的解调得到物体的三维表面形貌。主动三维测量具有结构简单、非接触、可靠性好、测量精度高、成本低等特点。根据三维面型对结构化照明光场的调制方法的不同可以分为时间调制和空间调制两大类。时间调制法又称为飞行时间法[10]（time-of-flight,简称TOF），它通过发射一束激光脉冲，经过物体表面的漫反射后，基本上经过原路返回到传感器，检测光脉冲的时间延迟，就可以计算出距离了，在利用扫描装置，使光束扫描整个物体表面就可以得到三维面型数据。这种方法虽然原理比较简单，而且又能够解决阴影或遮挡等问题，但是，如果需要保证较高精度的距离测量精度，那么对于发射和接收部分的时间分辨率有很高的要求。实际运用中，为了提高TOF的测量精度，往往采用频率单一的按照正弦调制的激光束，之后通过比较发射和接收光束之间的相位来得出距离。

空间调制法主要是三角法及其衍生出的方法，主要包括调制度测量法、位相测量法[11]、直接三角法、数字散斑三维投影法这4种。其中调制度测量法主要是利用投影方向和拍摄方向相同，这样物面阴影的影响就可以消除了，因此，这种方法对于表面存在阶跃的物体形貌测量比较准确；相位法包括：傅立叶变换轮廓术[12,13]、摩尔轮廓术、相位测量轮廓术[14,15,16]等；直接三角法轮廓测量技术主要包括：光切法、激光逐点扫描法；数字散斑三维投影法是将初始散斑图投影到被测物体表面，通过初始的散斑图和经过物体表面调制的散斑图之间的变化来计算得到被测物体的表面三维形貌[17,18,19]。三角测量法论文网

关于三维立体测量[20,21]，国内外在20世纪60年代就开始了相关的工作，目前面临比较大的问题有如下几个：

1。关于如何测量定向反射的物体，目前比较多的是采用表面喷漆的方法，但是不可避免的是，这种方法会造成整个测量系统的精度降低。E。N。Colenman和F。Solomon等人就此问题提出了四灯源法；G。Healay等人则是提出了通过简化的Torrance-Sparrow反射形式，但是，这种方法也存在着要利用关于表面反射的先验知识，如果这些先验知识不正确或者不完整，则对整个测量的精度也会产生影响。

2。关于阴影的问题。在进行表面三维轮廓测量时，主要是利用物体表面对结构光的空间调制作用，但是，如果物体表面存在孔、洞、裂缝等，则会吸收照射的光或者有些地方照射不到。这个问题对于物体表面三维轮廓测量的影响非常大，目前，对于这种问题的解决方法主要有T。K。DeWitt等人提出的利用衍射光栅技术；国内的主要是苏显渝等人提出的利用基于调制度的测量方法。目前，这些方法对于阴影问题的解决有比较好的效果。