3D結構光技術的基本原理是，通過近紅外雷射器，將具有一定結構特徵的光線投射到被拍攝物體上，再由專門的紅外攝像頭進行採集。這種具備一定結構的光線，會因被攝物體的不同深度區域，而採集不同的圖像相位信息，然後通過運算單元將這種結構的變化換算成深度信息，以此來獲得三維結構。簡單來說就是，通過光學手段獲取被拍攝物體的三維結構，再將獲取到的信息進行更深入的應用。1964年，VanderLugt匹配濾波器的出現標誌著光學模式識別的誕生。經過40年來無數科學工作者的研究和發展，光學模式識別已經成為信息光學的一個重要分支。隨著計算機技術和空間光調製技術的迅速發展，利用光學方法實現的圖像識別技術也逐漸由傳統的純光學元件組成的系統向光學與計算機軟硬體相結合的系統轉變，得到越來越多的應用。但是，傳統的光學圖像識別方法是以二維圖像相關為基礎的，面對三維物體的識別仍然存在困難。基於結構照明的三維物體識別方法的實質是通過結構光投影，構造一個新的識別複函數，物體的高度分布以複函數位相的形式編碼於新的識別複函數之中，因此該方法具有本徵三維識別的特點。二種三維物體識別方法，一種是基於結構照明和聯合變換相關的方法，另一種是基於結構照明和匹配空間濾波的方法。文中給出了二種方法的原理，計算公式，識別系統結構和實驗結果。1．基於結構照明和聯合變換相關的方法：將一正弦條紋分別投影到參考物體和待測表面，攝像機得到的是兩幅有變形條紋的二維強度像。參考的變形條紋圖像和待識別的變形條紋圖像，經過聯合變換相關，得到自相關和互相關輸出，最後根據輸出的相關峰大小即可判別不同的物體。這種相關識別方法具有本徵三維識別的特點，計算機模擬實驗證明了這種方法用於三維物體識別的可能性。2．基於結構照明和匹配空間濾波的方法：首先通過結構照明，由CCD攝像機獲取參考物體不同方位的輸入圖像序列，該圖像序列通過變形條紋編碼的方法攜帶了物體的三維信息；其次對圖像序列分別進行傅立葉變換和濾波形成三維物體（含方位）頻域表達資料庫；最後通過結構照明，由CCD攝像機獲取待識別物體的輸入圖像，計算其頻域表達，並與資料庫中的頻域表達匹配，根據相關峰的大小即可以判別出不同的物體。模擬實驗和實測實驗結果都證明了這種方法的有效性，它不僅可以實現三維物體識別，還可以給出物體旋轉角度的估計值。
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► 理想光具組相關原理
► 薄透鏡的成像與作圖方法
► 旋轉對稱光學系統的像差
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