对空间目标物体进行三维形貌重建是计算机视觉的一个重要研究内容。传统的三维重建方法，如被动视觉的经典方法双目视觉存在着匹配精度低，纹理单一的区域匹配难的问题；主动视觉的代表方法结构光法又存在着效率和重建分辨率之间的制约关系。因此，实现高精度，稳健，高效的三维重建是计算机视觉的研究重点。本文针对双目立体视觉三维重建时存在的匹配精度低，在纹理单一的区域匹配困难，受外界环境影响大的问题，引入结构光，设计了主动式结构光的立体视觉系统，主动的控制环境对目标物体的影响，克服被动式方法中存在的不确定性因素，提高了匹配精度，并且具有较好的稳健性和实时性。本文的研究内容如下：1.分析选取彩色竖直条纹结构光和彩色伪随机结构光，阐述了结构光光模板的设计原理、特点、优势，以及选取这种光模板的原因。2.在主动式结构光的立体视觉系统中，采用彩色竖直条纹光模板，提出了彩色竖直条纹结构光立体匹配方法。根据三通道灰度波形变化的特性，引入2-范数的概念，比较左、右图像特征点附近一定宽度大小的向量归一化后的波形，在极线方向上搜索选定宽度大小的向量，根据波形相似度匹配特征点。3.本文引入彩色伪随机阵列光模板，提出了彩色伪随机阵列光模板主动式立体匹配方法。利用伪随机阵列的随机性和窗口唯一性，根据每个网格与其四邻域网格颜色间的逻辑关系，编码唯一确定特征点在图像中位置。这种方法利用编码结构光的特性，编码实现特征点码字的唯一性，仅需一次拍摄就可以快速精确地完成匹配。最后，本文对主动式结构光的立体视觉系统中的目标物体实现了三维重建，证明了本文提出方法的可行性，并就实验结果进行了分析。本文提出方法对纹理单一，容易受外界影响的目标物体的重建上有较好的效果。