闫小三，李长勇，孙耀宁，房爱青

（新疆大学 机械工程学院，新疆 乌鲁木齐 830047）

1 引言

双目视觉三维重建技术就是机器视觉技术领域中重要的应用，该技术可以准确恢复被测物体的三维信息[1]。该优点使得双目视觉技术在日常生活娱乐、农业生产，工业测量到国防航天工业方面得到广泛应用[2-4]。格雷码编码三维重建以及格雷码结合光栅三维重建作为双目结构光三维重建中最典型的方法[5-8]，两种方法都需要大量编码图像，从而增大了计算量，减慢了重建速度。此外，由于设备性能和色散等影响，格雷码无法做到唯一编码。针对以上缺点，利用黑白格雷码结合黑白四步相移光栅原理，提出了彩色格雷码结合彩色三步相移光栅编码三维重建原理并搭建了便宜的双目三维重建平台将应用于结构设计和优化工作者对于复杂表面形貌的物体进行三维定性重建与分析。

2 双目三维重建平台及原理

2.1 双目三维重建原理

为了建立被测物体世界坐标与图像坐标之间的转化关系，考虑了一般双摄像头的位置关系情况下，世界点坐标在左右图像坐标系下的映射关系，如图1所示。其中，oL-xLyLzL和oR-xRyRzR分别是左右摄像机坐标系，OL-XLYLZL和OR-XRYRZR分别是左右图像物理坐标系，oL-uLvL和oR-uRvR分别是左右图像平面坐标系。点P（XW，YW，ZW）是世界坐标系中的一点，其在左右图像坐标系中的投影分别是PL（uL，vL）和PR（uR，vR）。

经过标定后，可以得到摄像机的内参数和外参数[6]，通过计算就可以得到投影矩阵。由于左右摄像机的参数以及位置不同，所以两者有各自的投影矩阵分别为ML和MR。……