三维重建技术是计算机视觉领域的研究热点,其目标是重建出真实物体的三维数字模型,可用于立体测量、逆向工程、虚拟现实和文物保护等方面,具有重要的理论意义和广阔的应用前景。而基于光学原理、结合图像处理进行三维重建的方法,具有无需接触物体、设备廉价、重建速度快且精度较高等特点,是目前的热门研究方向。本文研究基于结构光的三维重建技术方法,主要包括以下内容:1、基于相机的成像模型,研究一种基于辅助相机的系统标定方法。设计了一个由不同颜色棋盘格表面构成的立方体标定物,使之与重建所用的手持设备相固定,然后利用辅助相机对立方体标定物进行成像,识别图像上的棋盘格角点,从而实现对立方体标定物的定位。然后推导了立方体标定物位置和重建所得点云位置之间的关系,得出标定物位置的改变可直接用于点云配准的结论,从而消除了后期进行点云配准所带来的误差和大量计算。2、在Harris角点识别算法的基础上,研究一种针对棋盘格的角点筛选和坐标优化算法。首先研究了Harris角点检测算法的原理,然后结合棋盘格角点的特点,研究一种基于游程编码思想的角点筛选算法,可有效过滤出具有棋盘格特征的角点,接着基于对称差异特性,研究角点坐标的优化算法,在角点附近选择局部窗口,求取窗口内两组对称区域的像素灰度差之和,然后根据各窗口的值得到最优的角点坐标。实验结果表明该算法符合预期目标,能使求得的角点坐标更加准确。3、在基于结构光的三维重建方法基础上,研究一种基于De Bruijin序列编码的结构光模式。该模式结构光是一种二值条纹结构光,使用De Bruijin序列对条纹进行编码,结构简单,易于解码。然后研究了在所采用的二值条纹结构光的条件下,进行像点颜色的同步提取方法,复用用于空间坐标重建的相机图像,以减少操作步骤,提升纹理重建速度,并综合了左右相机图像,以减少环境光和左右相机成像差异的影响。4、设计实现了一个完整的结构光三维重建软硬件系统。系统选用的是廉价的消费级设备,包括多个相机和投影仪等,操作简单,软件界面友好。实验结果表明,该系统能快速地重建出物体的彩色三维模型。