三維重構(gòu)是計(jì)算機(jī)圖像學(xué)的重要分支，有著廣泛的應(yīng)用，目前還沒(méi)有比較通用的技術(shù)可以解決所有問(wèn)題。本文所介紹的是基于CCAS雙目立體視覺(jué)的“三維重構(gòu)”。

基于雙目立體視覺(jué)的三維重構(gòu)其基本原理是模擬人眼并利用空間幾何模型推導(dǎo)出相應(yīng)的算法來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。主要特點(diǎn)是需要獲取的特征點(diǎn)較多；速度要求低，一般幾分鐘或更多時(shí)間才完成一個(gè)模型重構(gòu)；對(duì)現(xiàn)場(chǎng)光照條件要求較高。根據(jù)雙目立體視覺(jué)CCAS的原理，一般可分為以下幾個(gè)步驟：

第一、相機(jī)標(biāo)定。首先對(duì)雙目系統(tǒng)中的每一個(gè)相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，確認(rèn)相機(jī)的畸變系數(shù)和內(nèi)參矩陣。因?yàn)椴煌南鄼C(jī)、鏡頭在拍攝圖像時(shí)的畸變和參數(shù)都不同，所以需要通過(guò)標(biāo)定確認(rèn)所選相機(jī)的參數(shù)。

第二、雙目標(biāo)定。得到單相機(jī)的參數(shù)后，再預(yù)備一個(gè)已知世界坐標(biāo)系（一般用高精度雙目標(biāo)定板）作為參考，用雙相機(jī)從不同的角度去拍攝該標(biāo)定板。兩相機(jī)拍攝的是相同物體，單由于角度不同，必然產(chǎn)生不同的兩張圖像，分別計(jì)算兩張圖像的圖像坐標(biāo)再和實(shí)際標(biāo)定板的坐標(biāo)匹配就可以得到當(dāng)前雙相機(jī)的位置參數(shù)。一般用平移向量和旋轉(zhuǎn)矩陣來(lái)描述。

到目前為止，雙目系統(tǒng)的標(biāo)定工作就完成了，也可以叫該系統(tǒng)在當(dāng)前位置下的初始化設(shè)置。接下來(lái)就可以用該雙目系統(tǒng)去對(duì)具體物體進(jìn)行拍攝處理了。

第三、提取雙相機(jī)視場(chǎng)范圍內(nèi)的特征點(diǎn)。

第四、根據(jù)雙目立體視覺(jué)CCAS的立體匹配原理——極限約束公式。把第三步提取到的特征點(diǎn)在左右相機(jī)視場(chǎng)中的X、Y坐標(biāo)帶入，就可以實(shí)現(xiàn)同名點(diǎn)匹配（同名點(diǎn)：物體上相同特征點(diǎn)在左右相機(jī)中的點(diǎn)）。根據(jù)之前已經(jīng)標(biāo)定好的平移向量、旋轉(zhuǎn)矩陣參數(shù)，就可以計(jì)算出這些特征點(diǎn)的X、Y、Z坐標(biāo)。

第五、將得到特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)放入三維坐標(biāo)系就可以得到物體的輪廓模型。當(dāng)然提取的特征點(diǎn)越多，模型的精度就越高，同時(shí)對(duì)相機(jī)的分辨率要求也越高。

最后對(duì)精度做一說(shuō)明：不管是基于雙目系統(tǒng)做什么樣的應(yīng)用，精度是所有項(xiàng)目都需要考慮的。一般來(lái)說(shuō)，最終的精度受以下幾點(diǎn)影響：相機(jī)的分辨率、被測(cè)物的大小、相機(jī)基線(xiàn)距離和工作距離（具體概念可參照CCAS使用說(shuō)明）、現(xiàn)場(chǎng)光照條件、圖像分割算法。