利用通过在轨光学相机载荷观测空间目标得到的图像序列重建目标三维结构,对后续的在轨服务、维修操作及精准打击等任务实施极其重要,因而,开展精确的空间目标三维重建方法研究具有重要的理论意义与应用价值。本文基于采集的空间目标多角度序列图像实现空间目标轮廓的三维重建,开展的研究工作如下。首先,进行边缘线特征提取,获取图像的边缘线特征,本文利用直线段检测算法(Line Segment Detection,LSD)获得图像中多条直线段的端点信息。根据线段间相似性对结果进行了合并的优化处理,根据线段几何特性对交点进行定位,利用空间目标结构的对称性对结果进行线段的推测与补充,形成较为完整且准确的空间目标边缘轮廓检测结果。其次,在获取目标图像中的直线段信息后,本文基于直线条带描述子算法(Line Band Descriptor,LBD)对其进行特征描述,构建直线段的多维特征信息,在不同图像间进行线特征的匹配,形成匹配线对。从匹配线对上选取匹配端点,利用从运动恢复结构(Structure From Motion,SFM)算法进行相机位姿求解。再通过匹配线对生成一系列点对,并求解它们相应的三维坐标,重建的点云即为目标边缘直线的三维重建轮廓点,共同形成带有结构特征的目标三维信息。最后,为衡量重建效果,本文对三维重建结果评价方法进行研究。从边缘重建轮廓的角度出发提出轮廓完整度与比例一致性评估算法,形成较为完整的三维重建结果评估体系。