三维形貌测量作为工业应用中一种常见的自动光学检测方法,具有非常大的应用范围,因此有许多对于这方面的研究。在过去的研究中,重点在于三位形貌恢复的算法实现,包括一系列的系统标定、相位计算和相位展开方法,但是对于被检测物体往往局限于非镜面反射物体。鉴于工业物体检测中金属物体检测是非常重要的部分,而金属物体往往会造成镜面反射影响,因此本文着眼于金属表面的三维形貌测量,提出了利用高动态图像算法来克服三维形貌测量在金属表面测量的不足。传统的三维形貌测量的步骤有三维测量系统标定、物体表面光栅变形图像获取、相位计算和相位展开,其中相位计算的准确性决定着最后三维信息恢复的精度,而相位计算则是利用相移法通过求解一系列不同相移的光栅变形图像而得的。由于相机的动态范围有限,传统的光栅变形图像在镜面反射的影响下就会产生过饱和现象,这样镜面反射区域的相位信息就会无法求得,从而造成三维形貌恢复在此区域的缺失。本文采用基于高动态图像的三维形貌测量方法来克服由于镜面反射造成的影响。高动态图像算法利用一系列不同曝光时间的图像来恢复出场景实际的光通量,并且利用光通量代替像素值进行相位值的计算,这样避免了因为像素值的过饱和而造成的相位值计算错误,从而有效地克服了镜面反射所造成的问题,恢复出了镜面反射物体表面的真实三维形貌。