实物表面的三维数字化逆向工程技术被广泛应用到数字娱乐业、虚拟现实、文物保护和数字博物馆等领域。方便、快捷地实现对物体表面密集的三维信息获取是实物表面的三维数字化逆向工程的发展趋势。研究目的是在被测物体作无约束慢速运动的情况下，完成对物体表面密集的三维信息获取。研究内容是针对其关键技术进行研究，其中包括实时编码光设计、结构光系统标定方法研究、系统误差传递分析和结构优化、以及多场景数据的在线配准。这些关键技术的研究为各种动态场景的三维信息获取技术的研究提供了理论借鉴。1.主要技术内容：（1）根据条纹偏移机理，提出了编码光设计的空间周期性准则，推导了空间周期性准则应用的约束条件；建立了测量分辨率与测量实时性之间的对应关系。根据空间周期性准则，本文提出了一种新的实时编码光设计方案——周期时空条纹编码。该编码方式既保证了系统的测量分辨率，又实现了对动态场景的三维信息获取。（2）结合结构光系统的光平面模型，提出了基于平面靶标的结构光标定方法，并对其中的计算过程进行了鲁棒性分析。该标定方法可以降低图像处理过程所引入的误差，减少由多次交比不变计算标定点所带来的累积误差，提高了标定点的获取精度，从而实现结构光系统参数的标定。（3）通过对结构光系统的误差分析，建立了结构光系统的误差传递模型；根据该模型推导出三维数据获取精度与标定点样本的提取精度之间的数学关系。（4）从系统模型对图像提取误差的敏感程度进行分析，优化了结构光系统的结构设计。（5）针对结构光系统所得到稀疏三维数据的特点以及在线配准算法的要求，提出了改进的最近点迭代算法。该算法以刚体变换不变量（四面体体积）为搜索物理量，利用四面体体积的特性，实现了最近点迭代算法在实时性和自动初始估计方面上的改进，从而完成了多场数据的在线配准。2.发表论文情况：本项目发表相关论文21篇，其中SCI收录2篇，EI收录20篇。3.应用推广及效益情况：研究成果已初步在河南朗特电器有限公司、中实洛阳重型机械有限公司电控设备厂和通联支付网络服务股份有限公司河南分公司的产品设计、工业在线检测和虚拟现实应用中进行试用并取得了较为成功的应用，系统性能运行良好，获得了很好的经济效益和社会效益。本项目的研究成果经省级鉴定，专家一致认为本成果在同类研究中达到国内领先水平，获得河南省教育厅科技成果奖1项，河南省自然科学优秀论文奖6项；培养硕博士研究生10名，本科生45名。