相比于传统接触式测量方法,光栅投影三维测量能够以非接触的方式更加高效、简便的获取被测物体的高度信息。然而,这种测量方法对于测量环境的要求比较高,且其测量效果很大程度的依赖于被测物体表面的反射特性,当相机拍摄对象为表面反射率较高的物体时,就会形成局部亮度饱和,从而引起相位误差的产生,从而导致最终的三维重建结果不精确。因此,为提高强反射表面结构光方法测量的精度和效率,本文做了如下工作:首先,本文对传统光栅投影测量的原理及所需技术,如设备标定、相位解包裹、图像处理等进行了较为详尽的研究论述。其中,基于多频外差的时间相位展开方法因其相位展开单点进行互不干扰,不受物体形貌特征的影响,且所需投影的条纹数量相对较少,因此适用于对于强反射复杂表面的相位展开。然而,当采用多个频率做外差时,容易造成解相位后的跳跃性误差。基于此,本文对三频外差解包裹进行相位误差分析,确定误差来源,提出一种改进的相位展开方法,该方法在基于三频外差的基础上利用公式对展开结果进行校正,并列出可以准确解相位的条件公式,通过对比实验,验证了该方法可以得到光滑且无跳变的展开相位。其次,针对强反射物体表面进行光栅投影三维测量时容易在相机拍摄时形成局部亮度饱和,从而导致信息失真或丢失,以至于无法进行精确的三维重建的问题,本文提出了一种改进的基于投影栅相位轮廓术的三维测量方法。该方法通过投影二值化处理过的相移光栅条纹图案,实现对饱和像素的分析检测,从而准确定位饱和区域并加以修复;然后采用在多组曝光时间下采集的图像进行图像融合并对采集的条纹图像序列进行重建。该方法能增强编码图像的鲁棒性,较好地解决了相机动态范围与物体表面反射亮度范围不一致的问题。分别采用传统方法和改进方法对不锈钢器皿进行三维重建,验证了本文所提方法能够有效克服由于物体表面反射率波动范围较大而引起的图像像素饱和问题,从而精确度较高的实现强反射表面的结构光三维形貌测量。最后,通过搭建三维实验测量平台,实现对不同材质的目标对象进行三维形貌重建。根据光栅投影三维测量模型及原理,编写仿真程序,首先建立世界坐标系,对相机和投影仪的参数进行标定;然后结合标定的参数及本文提出改进的测量方法对具有强反射表面的物体展开实际三维测量工作。通过对比分析不同材质物体获取的三维重建效果图,验证本文方法对于强反射表面三维测量的可行性及适用性。