三维场景信息的获取在诸多领域都有重要应用。光学三维传感根据照明方式不同可以分为主动传感和被动传感。双目视觉是被动传感中应用最广的传感方式,可以在多种条件下灵活的测量景物的立体信息。立体匹配是立体视觉中一个最重要也是最困难的问题,对于特殊结构的景物,如缺乏纹理细节等,容易产生假匹配,限制了双目视觉的应用场合。考虑到主动光学系统中结构光可以增加物体表面的特征,决定求助于主动光学系统,研究了一种结合主被动传感的投影数字散斑的双目立体视觉系统。 论文围绕投影数字散斑的双目视觉系统,详细的阐述了位置随机数字散斑的概念、双目视觉原理及灰度相关的立体匹配算法,研究了一种快速相关算法提高传统相关计算速度,采用了一种多窗口算法以提高该系统对高度突变物体的匹配能力。论文最后将该系统应用到各种典型的面型测量中,均取得了浓密而精确的视差图。本文的内容和研究成果如下: 1、在分析主动传感和被动传感两种方式优势基础上,提出了投影位置随机数字散斑的双目视觉系统,这种系统特别适用于弱纹理和无纹理的表面的三维重建。 2、相关是匹配中最为核心的部分,论文详细分析了区域灰度相关匹配算法。根据系统的特点,引入了一种快速相关算法以提高计算速度,采用了多窗口算法有效的解决了高度突变区域的匹配问题,提高了匹配精度。