随着社会科技水平的提高,三维重建技术在生产生活中变得越来越常见,与我们的生活也越来越贴近。普通物体的三维重建技术已经较为成熟,重建得到的点云质量与精度都较高,而对于高反物体和深色物体的三维重建依旧存在些许问题。高反物体与深色物体由于采集的图像上存在过曝和欠曝现象,导致重建得到的点云出现缺失。另外,由于双目相机采集图像的位置不同,致使采集得到的图像上反光区域不同,也加重了点云的缺失。本文针对以上两个问题进行了深入研究并提出了对应的解决方案。首先,本文基于课题需要搭建了双目结构光系统硬件平台并完成了系统相机的标定工作,同时开发了相应的软件平台,该软件平台集成了图像采集、投影图像生成、相机标定、图像融合、点云三维重建、点云处理等功能并设计了人机交互界面,通过该软硬件平台可以完成三维重建的所有工作。其次,本文对过曝和欠曝区域进行了分析研究,由于过曝区域和欠曝区域的反光特性不同,导致相机采集的图像上图像信息缺失,影响了后续的解码和匹配工作,进而导致生成的点云产生孔洞甚至缺失。本文针对实际操作中的硬件系统参数以及物体表面的反光特性,完成了结构光图像的设计工作,对于高反物体和深色物体采用不同的结构光图像以减少物体表面欠曝和过曝情况带来的影响。引入了纯黑和纯白图像用来剔除阴影区域,减少计算量和相关误差的引入。针对高反物体和深色物体表面特性对采集图像的影响,本文采用了多曝光图像融合技术,基于格雷码和四步相移图像的特点,分别设计了不同的图像融合策略,融合得到的图像能够提供完整的图像信息。针对左右相机采集的图像上过曝和欠曝区域不同的问题,本文提出基于图像反光位置的图像分区域处理方法。系统中相机标定好后,其相对位置便固定了,所以针对单个相机而言,其反光出现的区域相对固定。因此本文以短曝光时间下采集的图像中的反光区域作为引导区域来进行图像的相关处理,对反光区域与非反光区域采用不同的融合权值计算方法,最终得到的图像具有完整的图像信息且图像特征明显。最后,本文通过搭建的双目结构光系统进行了图像融合实验和三维重建实验,并对重建得到的点云进行完整度分析、尺寸测量以及平整度分析。实验结果表明本文的方法可以得到高反物体与深色物体完整的点云信息,尺寸测量的误差均在0.07mm左右,点云表面的均方根误差值均小于0.1,具有较好的精度与平整度,验证了本文方法有效可行。