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根据广西科学研究与技术开发项目《信息可视化关键技术及其应用研究》的研制要求,本文主要对基于双目立体视觉的三维重建技术进行了研究,设计并实现了一个较为实用的三维建模系统。该系统首先通过摄像机标定得到双目立体视觉系统的摄像机内外参数,然后对获取的图像进行立体匹配得到匹配点,最后利用摄像机的内外参数求取图像中匹配点的三维空间坐标,并通过三角剖分和纹理映射对物体进行建模。主要工作包括以下几个部分: 1、设计了一个运动式单摄像机双目立体视觉系统。该系统通过一个普通数码相机在两个位置上的移动拍摄来获取目标物体的图像,操作简单且降低了系统的成本。 2、在摄像机标定过程中,首先采用一种基于平面标定板的标定方法对单摄像机进行了标定,然后根据立体视觉摄像机标定原理确定左、右摄像机的相对位置关系,计算出双目立体视觉系统的摄像机内外参数。该标定方法操作简单,且具有较高的标定精度。 3、在立体匹配的过程中,首先同时采用了Harris角点和SIFT两种算法提取特征点,并将匹配后的特征点结合起来作为初始的匹配点集,然后综合运用极线几何约束和单应性约束来剔除误匹配点。实验表明,两种特征检测方法的结合在增加匹配点方面存在着一定的可能性,两种约束条件的综合运用剔除了大量的误匹配点,提高了匹配准确度。 4、在已知摄像机内外参数和匹配点二维坐标的基础上,依据立体视觉原理计算出空间点的三维坐标。为了实现物体完整表面的重建,采用了一种基于公共特征点的拼接方法,将物体表面不同部分的三维点云拼接起来,得到完整的空间点云,然后通过三角剖分和纹理映射,实现模型表面可视化。 实验结果表明,重建的三维模型描绘出了物体的几何结构,具有较好的视觉效果。