结构光三维测量技术以其高精度、非接触、快速等优点成为光学三维测量领域中代表性的一项技术。对于工业检测中有诸多带有强反射表面的被测物体(金属、陶瓷等),由于被测物表面发生镜面反射而产生高光,造成相机采集的图像趋于过曝,该强反射区域的条纹信息缺失,导致三维重建错误。本文在归纳相关理论基础上,围绕存在镜面反射物体的三维测量展开研究,主要包括以下内容:(1)研究了强反射表面条纹结构光三维测量中两种高光消除策略。1、首先拍摄多组不同曝光时间的条纹图像,估计摄像机响应函数,获得图像中像素值和曝光量之间的映射关系,进而将不同曝光量的图像融合成一幅高动态范围(HDR)图像。实验表明,高动态范围方法可以有效减少高光对三维测量的不利影响。2、改进了基于自适应条纹图案投影的三维测量方法。针对求解投影仪掩模时存在像素过于稀疏的问题,提出了采用Canny算子求解像素边界再进行像素填充的方法,完善了投影仪掩模,将其与被测物体表面的局部反射率相适应,避免了强反射表面图像的过饱和,同时保持了对整个强反射表面的强度调制。该方法可获取高光区域清晰条纹图像,具有高精度、操作简单的优点。(2)提出了一种利用双色反射模型结合图像修复的强反射表面三维测量方法。利用双色反射模型和强度对数微分理论进行镜面反射像素的判定,从而选择高光像素,在最大色度强度空间中调整镜面反射分量的色度峰值,使其趋近于漫反射分量的色度峰值,实现图像中漫反射分离和镜面反射分量分离的目的。但实验中存在分离之后的色度值过低而形成空洞的问题。基于改进Criminisi算法的图像修复理论可以弥补反射分离方法的不足,两者的结合可以达到恢复高光区域条纹的目的。实验结果表明采用该方法后基本消除强反射区的饱和像素且镜面反射像素数量降低至0.24%左右,实现单个三维传感器精确测量强反射物体表面的要求。