三维重建技术作为计算机视觉中一个热点研究方向,在社会生产生活如无人驾驶、医疗诊断、考古挖掘等领域发挥着重要的作用。和其它三维重建技术相比,利用反射光偏振信息恢复目标物体三维模型的方法,能够使用低成本的设备完成高精度的成像任务,受到了越来越多科研人员的关注。本文从反射光的偏振特性与表面法线的关系出发,提出了一种利用漫反射光偏振信息恢复物体三维模型的方法。该方法结合双目视觉重建技术获取物体初始点云作为先验知识对有歧义的法线方位角进行校正,重建得到具有真实信息的三维模型。首先,本文研究了偏振三维重建的原理。从光的折射和反射定律以及菲涅耳公式出发,分析反射光的偏振特性;建立漫反射偏振三维重建的几何模型,研究目标物体偏振信息与表面法线的关系,分析利用漫反射光进行偏振三维重建存在的问题;探究基于梯度积分技术的三维重建方法;搭建一套漫反射偏振三维重建实验系统对小尺度物体进行实验,对实验结果中出现的问题进行了分析。其次,针对利用偏振信息计算得到的法线方位角具有歧义的问题,本文提出双目视觉法线校正方法。该方法利用双目视觉方法获取目标物体初始点云,计算得到目标物体法线先验信息,对有歧义的法线方位角进行校正。实验证明,该方法具有良好的校正效果,用校正后的法线方位角能够重建得到准确的三维模型。然后,由于基于梯度积分技术的三维重建方法只能恢复目标物体的相对深度,本文提出结合双目视觉技术获取的目标物体初始点云将相对深度转化为绝对深度的方法,并进行了实验分析。实验中,三维模型计算数据和实际物体测量数据的相对误差小于10%,证明该方法能够恢复目标物体的真实信息,具有较高的精度。最后,基于漫反射偏振三维重建技术和双目视觉法线校正原理,结合实际的需求,本文设计并实现了一个利用偏振信息进行目标物体三维重建的应用系统。用户可以利用该系统获取目标物体的图像,根据具体物体调节偏振双目重建算法的参数,通过三维模型显示功能查看即时重建的结果。