三维重建是指对物体建立适合计算机处理的数字模型,是数字化表达客观世界的关键技术。随着3D打印、虚拟现实等技术的飞速发展,如何快速、简单地对物体进行三维重建不仅具有较高的科研价值,也蕴含着巨大的经济效益。本课题提出了一种基于单目视觉的低成本三维重建系统,该三维重建系统仅需要一个网络摄像头、一支红色线型激光笔和一个三正交背景板。操作者手持激光笔均匀地扫描放置在三正交背景板上的物体,并用摄像头拍摄整个扫描过程,经过图像处理提取激光条纹位置,并根据激光平面和投影射线的空间约束关系,计算物体表面的空间三维坐标。对点云进行滤波、重建、可视化等操作可建立物体的空间三维模型。本课题的主要研究成果如下:1、提出了一种基于单目视觉和正交平面几何约束关系的三维重建方法,该方法可以对非纹理物体进行精确重建。2、使用马尔科夫随机场模型对扫描得到的多层点云数据进行融合,该方法可以改善由于扫描不均匀造成的重建表面不平滑的现象。3、使用粒子群算法寻找最优的适合该三维重建系统的摄像头内部参数,改善了没有标定摄像头引起的误差,提高了重建结果的精度。