计算机视觉是人工智能研究的热点,其主要目的就是使计算机拥有近似人类的视觉捕获系统。三维重建是其中非常重要的一个分支,是利用物体的二维图像恢复出物体的三维空间信息的过程。相机的标定是很多计算机视觉应用的基础,它提供了计算机视觉中非常重要的相机内外部参数。本文对相机的标定做了深入的分析研究,并在此基础上提出了一种利用球体的特性进行相机标定的新方法。此外,本文做了大量实验对此方法进行验证,取得了较为理想的实验结果。本文还对三维重建的基本原理和常用方法做了详细的分析研究,提出了利用球体的特性完成三维重建的新方法。搭建了新的三维重建系统,完成了三维重建实验,取得很好的效果。本文首先介绍了计算机视觉的一些基础知识,包括经典的相机标定方法和三维重建方法。接下来分析论证了球体在计算机视觉中的一些特性,尤其是其中存在的两个double-contact关系,然后介绍了利用double-contact关系进行椭圆拟合的新方法。最后详细介绍了如何利用球体特性完成的相机标定和三维重建,并用实验对其进行说明。