1.一种用于高反光表面工件的结构光三维扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：向被测对象投射一幅白光图案，并相应拍摄被测对象的白光图像I；

S2：将白光图像I中每个像素的灰度值划分为k个集合S＝{S1,S2,...,Sk}，计算k个集合的质心C＝{C1,C2,...,Ck}；

S3：计算每个像素的灰度值与其对应质心C的误差平方和SSE；

S4：k值递增1，重复步骤S2‑S3，直至步骤S3计算得到的误差平方和SSE急剧下降并出现拐点，则拐点处的k值为最优投射亮度的数量；

S5：向被测对象投射一系列亮度不同的白光图案L＝{L1,L2,...,Ln}，并相应拍摄被测对象的白光图像I＝{I1,I2,...,In}；

S6：根据不同亮度的白光图案L＝{L1,L2,...,Ln}和白光图像在k个质心位置的灰度值c c

计算被测对象的表面反射率r 和环境光强a ；并根据被测对象的表面反c c

射率r 和环境光强a ，计算相机图像平面k个质心位置的最佳投射亮度值S7：系统扫描时采用S6计算得到的最佳投射亮度值 相机拍摄k组不n

同亮度的条纹图像，将k组不同亮度的条纹图像融合成高动态条纹图像F(x,y)；

n

S8：对步骤S7得到的高动态条纹图像F (x,y)进行解相、求解三维坐标和表面重建，最终还原被测对象的三维形貌。

2.根据权利要求1所述的一种用于高反光表面工件的结构光三维扫描方法，其特征在于：

所述步骤S2包括如下步骤：S201：初始化k＝2；

S202：在像素灰度值范围内选取k个灰度值作为质心C＝{C1,C2,...,Ck}，对应k个集合S＝{S1,S2,...,Sk}；

S203：根据以下公式计算每个像素的灰度值与k个质心的欧拉距离，并将其划分到欧拉距离最小的那个质心所属的集合；

S204：根据以下公式重新计算k个集合的质心；

S205：计算新的质心和原来的质心之间的差值；

S206：如果新的质心和原来的质心之间的差值大于预设阈值，则重复步骤S203‑S205，直至差值小于该阈值；输出此时的k个集合S＝{S1,S2,...,Sk}和k个集合的质心C＝{C1,C2,...,Ck}。

3.根据权利要求2所述的一种用于高反光表面工件的结构光三维扫描方法，其特征在于：

所述步骤S202中，在像素灰度值范围内选取k个灰度值作为质心的方式为随机或等间隔；k＝2时，选取64和192作为质心。

4.根据权利要求1所述的一种用于高反光表面工件的结构光三维扫描方法，其特征在于：

所述步骤S3中，计算每个像素的灰度值与其对应质心C的误差平方和SSE的公式为：

5.根据权利要求1所述的一种用于高反光表面工件的结构光三维扫描方法，其特征在于：

c c

所述步骤S6中，计算相机图像平面k个质心位置的反射率r和环境光强a的公式为：c

其中， 为白光图像在k个质心位置的灰度值，r为k个质心位置的表面反射c

率，a为k个质心位置的环境光强。

6.根据权利要求1所述的一种用于高反光表面工件的结构光三维扫描方法，其特征在于：

c 1

所述步骤S6中，所述计算相机图像平面k个质心位置的最佳投射亮度值P ＝{P ,

2 k

P ,...,P}的公式为：其中，Iideal为像素灰度值的最大值‑15。

7.根据权利要求1所述的一种用于高反光表面工件的结构光三维扫描方法，其特征在于：

所述步骤S7中，对于系统采用4步相移算法，8位的相机，相机拍摄k组不同亮度的条纹图像后根据以下公式生成掩码图像其中， 均表示所拍摄的条纹图像在像素位置(x,y)处的灰度值；

i和j都是表示k幅条纹图像的序号，j表示从k幅条纹图像选出最亮的；

为最大值时， 表示采用第i个亮度进行投射，所获得的条纹图像在像素位置(x,y)的灰度值是有效的，且是最大值，取得最大的信噪比；

如果所有 则表示系统即使采用最低的亮度依然导致相机饱和，此时应适当减小光圈值、曝光时间和相机增益，并重新执行步骤S1，直至存在小于255的最大值使

8.根据权利要求7所述的一种用于高反光表面工件的结构光三维扫描方法，其特征在于：

n

所述步骤S7中，根据以下公式将k组不同亮度的条纹图像融合成高动态条纹图像F (x,y)：

9.根据权利要求1所述的一种用于高反光表面工件的结构光三维扫描方法，其特征在于：

所述步骤S5中，n＝9。

10.根据权利要求9所述的一种用于高反光表面工件的结构光三维扫描方法，其特征在于：

白光图案L＝{L1,L2,...,Ln}的亮度依次增大，分别为20，50，80，110，140，170，200，

230，255。