双目立体视觉是计算机视觉技术的重要组成部分,在机器人导航、医学检验、军事研究方向以及自动化生产等领域得到了广泛的应用。双目立体匹配是双目立体视觉的关键技术,该技术模拟人类视觉系统感知客观世界,将摄像机拍摄的二维图像转化为视差图像,从而还原场景的几何信息,是三维重建的重要依据。一个完整的双目视觉三维重建系统包括图像获取、摄像机标定、图像预处理、双目立体匹配、三维重建五部分。本文围绕双目立体视觉系统中摄像机的标定、双目立体匹配和三维重建过程做了较多的研究工作,实现了基于最小生成树算法的三维重建平台。在摄像机标定阶段,本文首先研究了双目立体视觉的基础理论,包括双目立体视觉的成像原理,探讨线型摄像机和非线性摄像机模型,并采取张正友平面标定法进行双目摄像机校正,实现了匹配图像对的校准,使其满足理想双目立体匹配模型中的极线约束。在双目立体匹配阶段,对双目立体匹配的基本步骤和立体匹配算法分类进行研究,结合平台需求选择着重于匹配代价计算和匹配代价聚合的匹配算法进行深入研究,并通过算法原理和实验结果的对比,最终选取一种匹配速度较快、鲁棒性较高的基于最小生成树的双目立体匹配算法作为平台搭建算法。三维重建阶段,通过二维图像深度信息与物体三维信息的映射关系,计算物体的三维空间坐标,采用OpenGL作为可视化工具展现重建效果,并将图像纹理映射到三维场景点上,提高了三维场景的真实感。本文使用Visual C++进行编程实现了三维重建平台,并通过对摄像机拍摄的场景图像进行三维重建,验证了系统的有效性。