本发明涉及一种基于参考图像的单目光栅结构光视觉测量方法和系统，包括步骤：a、搭建单目结构光三维测量系统；b、光栅投射器向被测物体投射光栅条纹图案、附加平面图案和散斑图案，同时触发工业相机采集图像，求解得到二者包裹相位；c、对采集到的参考物体散斑图像和待测物体散斑图像进行立体匹配，获得参考物体和待测物体的相位映射关系，从而获得条纹阶次，然后结合求得的待测物体的包裹相位获得绝对相位值；d、将光栅投射器当作逆相机，工业相机和光栅投射器组成的系统当作双目立体视觉测量系统，根据三角测量法结合测得的绝对相位求解待测物体三维点云。在此方法只需三个图案即可测量目标的三维形貌，可被广泛应用于高速和实时的三维测量环境。