三维数字化成像是综合光学、微电子、计算机科学等技术的基础上所形成的一个新兴交叉型高新技术领域。基于双目立体视觉的三维成像技术利用处于不同位置的两台相机或一台相机经过平移或旋转拍摄同一场景,通过计算物理点在两幅图像中的视差,得出该点的三维坐标值,从而获得该场景的图像。该技术由于其价格低廉、适用性广等优点已经成为三维成像领域中的重要方法。本文主要研究内容是基于双目立体视觉技术中的摄像机标定技术、立体视觉标定技术、三维点云显示技术和点云数据处理技术等进行分析探讨。以下就是本文的具体研究内容:(1)研究双目立体视觉的基本原理,摄像机成像原理,在这些理论原理上分析了双目立体视觉系统模型。本文采用了平面标定靶对摄像机进行了标定,使用该标定方法分别获取了双目视觉平台的内参和外参,以及空间物体表面三维点与摄像机采集图像平面二维点的对应关系。(2)探讨了基于三维数字化成像技术的相位解调算法和相位展开算法,实现了被测物体表面特征的相位重建过程,介绍并选取了适合本实验的相位解调和相位展开算法,作为课题研究的重点,详细介绍了时间维相位重建算法。(3)对被测物体投影条纹结构光后,用摄像机从不同的角度采集携带物体高度信息的变形条纹图,解码变形条纹图可以获得与深度图像对应的绝对相位分布,将对应点进行匹配,并结合先前标定结果,最终得到了三维点云数据的结果。(4)探讨了几种点云数据处理技术。通过使用四步相移解调算法和时间相位展开算法得到的视差数据并结合之前的双目立体视觉系统标定结果得到了最终的点云数据,通过手动拼接的方法,对不同方向上得到的点云数据进行拼接形成完整的被测物体表面特征信息的点云数据显示结果。(5)完成了几种三维点云数据处理技术:滤波、精简、采样、封装,并分析了不同点云处理过程中的不同算法效果和结果对比,选择了最优的点云数据处理方法,得到了较好的点云数据,较好的还原被测物体的表面信息。