本发明公开了一种灵活的投影仪非线性校正方法及三维测量系统，涉及到光学三维测量领域。首先使用仿真程序生成数据集，然后用生成的数据集训练一个支持向量回归机模型，支持向量回归机根据折叠相位的概率密度函数估计系统的gamma值，然后运行一个迭代算法对非线性误差进行校正，得到精确的折叠相位，最后采用时间相位展开算法和三角测量原理生成点云数据。提出的非线性校正方法无需增加投影图片的数量，也不需要复杂的光度学标定过程，可以在条纹分析阶段就校正系统的非线性误差。本发明提出的方法可以解决时变的非线性问题，实现高速、高精度的三维测量。