立體視覺重建是計算機視覺領(lǐng)域的核心技術(shù)之一，其核心目標(biāo)是通過采集場景的多視角二維圖像，利用視覺感知與幾何計算原理，反向恢復(fù)場景或目標(biāo)的三維空間結(jié)構(gòu)與位置信息，實現(xiàn)從“二維像素”到“三維空間”的信息升維，為場景理解、目標(biāo)定位、智能交互等任務(wù)提供關(guān)鍵的空間維度支撐。該技術(shù)借鑒人類雙眼視覺的視差感知機制，通過模擬人眼的立體觀測模式，結(jié)合精密的算法模型與硬件協(xié)同，突破了單相機無法感知深度信息的局限，廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測、文物保護、自動駕駛、虛擬現(xiàn)實（VR）、機器人自主作業(yè)等眾多領(lǐng)域。立體視覺重建的技術(shù)體系圍繞“圖像采集-預(yù)處理-特征匹配-三維計算-優(yōu)化輸出”的全流程展開，涵蓋多個關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，不同的實現(xiàn)方案（如雙目、多目、動態(tài)立體重建）適配不同的應(yīng)用場景，其核心邏輯均基于“視差匹配”與“三角測量”，但在技術(shù)細節(jié)與性能表現(xiàn)上存在顯著差異。立體視覺重建的核心原理源于人類雙眼視覺的視差效應(yīng)，其本質(zhì)是利用多視角圖像間的像素差異（視差），結(jié)合幾何光學(xué)關(guān)系求解三維坐標(biāo)。人類雙眼觀察同一物體時，由于左右眼位置不同，物體在視網(wǎng)膜上的成像位置存在差異，這種差異即為視差，大腦通過處理視差信息可感知物體的遠近；立體視覺重建正是復(fù)刻這一機制，通過兩臺或多臺相機（即“視覺傳感器”）從不同視角同步采集目標(biāo)圖像，先通過標(biāo)定確定各相機的內(nèi)參（焦距、主點、畸變系數(shù)）與外參（相機間的相對位置與姿態(tài)），建立相機圖像坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系的映射關(guān)系；隨后在不同視角的圖像中匹配對應(yīng)同一空間點的像素點（同名點），計算兩者的視差；最后以各相機光心為頂點、同名點為公共頂點構(gòu)建三角形，結(jié)合已標(biāo)定的相機間基線距離（兩光心連線長度），通過三角測量原理計算出該空間點的三維坐標(biāo)（X、Y、Z），其中Z軸坐標(biāo)即為深度信息，大量空間點的三維坐標(biāo)集合形成點云，再經(jīng)后續(xù)優(yōu)化處理即可生成完整的三維模型。這一核心原理是立體視覺重建的基礎(chǔ)，所有技術(shù)環(huán)節(jié)均圍繞這一邏輯展開，而標(biāo)定精度、視差匹配的準(zhǔn)確性直接決定了三維重建的精度。立體視覺重建的完整技術(shù)流程可分為六個核心環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)層層遞進、相互支撐，任何一個環(huán)節(jié)的缺陷都會導(dǎo)致重建質(zhì)量下降。第一個環(huán)節(jié)是圖像采集與相機布局，這是重建的基礎(chǔ)前提，核心是通過合理的相機配置獲取高質(zhì)量的多視角圖像。根據(jù)應(yīng)用場景需求，相機布局可分為雙目布局（兩臺相機對稱或非對稱放置，基線長度可調(diào)節(jié)）、多目布局（三臺及以上相機環(huán)形、陣列式等布局），其中雙目布局結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，是最常用的基礎(chǔ)布局；多目布局則通過多視角覆蓋提升重建完整性與精度，適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)目標(biāo)或大范圍場景重建。圖像采集需保障多視角圖像的同步性（動態(tài)目標(biāo)重建需微秒級同步）與清晰度，通過硬件觸發(fā)（如TTL信號）或精準(zhǔn)時間協(xié)議（PTP）實現(xiàn)相機同步采集，避免目標(biāo)運動導(dǎo)致的同名點匹配失真；同時需根據(jù)場景光照條件調(diào)整相機曝光參數(shù)，避免過曝或欠曝，確保圖像紋理清晰，為后續(xù)特征提取提供良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。第二個環(huán)節(jié)是圖像預(yù)處理，核心目標(biāo)是提升圖像質(zhì)量、增強特征顯著性，為特征匹配降低難度。