三维成像技术因其可以探测场景内物体的形状以及相对位置等信息,现已越来越广泛应用于产品的在线检测、体感识别等领域。当前,主动式深度相机和被动式双目立体视觉技术是获取场景三维图像的两种主要技术手段。本文在实验室项目组以往研究成果的基础上,对深度相机与双目立体视觉复合三维成像技术进行研究,以期结合两种技术的各自优势实现近距离处快速、高精度场景三维探测。本文简略介绍了深度相机和双目立体视觉技术的国内外发展现状,列举了现有的两种技术的结合方法。在详细介绍、分析两种技术的原理和特点的基础上,结合作者所在课题组现有的技术储备,提出用一种可分时采集场景的灰度图像和较低精度深度图像(实测精度为士10cm,探测范围内双目系统的最低测距精度设计为士1cm)的双模相机,将两种三维成像技术进行结合。该深度图像与灰度图像有相同的横向空间分辨率,在双目视图匹配过程中,通过引入深度图的信息,可以约束每一个待匹配点的视差搜索范围。仿真及实验结果表明,本文方法有效加速了双目视图匹配过程,减小了匹配误差,且可以使用深度相机的数据对双目匹配的无效区域进行填补,保证系统探测范围内三维信息的完整性。论文对课题研究过程中涉及摄像机及系统参数标定的内容进行了详细介绍,对双目匹配算法进行了研究。基于对双目匹配算法中相似性约束准则的理解,结合此文中两种三维成像技术的特定复合方法,提出了基于双目视图间灰度的联合概率分布的相似性测度函数。仿真分析结果表明,此测度函数具有同非参数测度函数相似的效果,具有进一步研究的价值。论文最后总结了课题现已开展的工作,展望了课题的后续研究内容及相关事项。