反求工程是一门综合运用计算机视觉,计算机图形学,计算机图像处理,微分几何,计算几何,模式识别,数值分析,数据结构和软件工程等各种先进理论,技术和方法的系统工程,是CAD领域最活跃的研究分支之一。如何快速,准确地获取被测物体模型表面的测量数据和处理这些数据,来实现三维模型重构,交互设计和创新设计,以便于快速成型投放市场是实物反求设计研究的一个关键问题。利用立体视觉实现物体模型的三维重建是现今反求工程中的一个热点问题,本文主要是以反求工程实现为最终目的,对采用双目立体视觉实现这一过程的一些关键理论和技术进行分析研究,构建实现研究目的实验系统。重点是对立体视觉中用3D标定物进行摄像机标定和对空间点三维坐标的数据拼合的实现进行理论分析,并进行了相关的实验分析。实验系统主要采用机器视觉的基本原理作为理论依据,构建由两台CMOS摄像机构成的双目立体视觉实验系统。标定点在图像中坐标的提取使用OPENCV中的两种方法,分别是采用的BLOB类求取圆的质心的方法和求取棋盘格强角点的方法来获得,这两种方法都可达到亚像素级。标定方法的选取是在对Tsai和张正友两种较常用方法进行分析比较,认为张氏标定法对标定设备的要求最低,并且当标定点达到一定数量时标定精度和稳定性较高。所以采用张氏标定法为基础,提出在一对图片中获取多块标定板的信息,并以此对图片进行3D空间标定,通过实验表明这种标定方法是可以实现的,也可达到与2D平面模板标定方法一样的精度。在标定实现后就对实物体模型进行三维信息恢复,并对从不同角度获取的图像恢复出的三维空间坐标进行数据配准的技术理论进行分析研究。在实现系统的过程中还实现几种图像预处理技术和实现几种边缘检测技术,并进行比较。实现了基于二维图像角点的模板检测和Harris角点检测。对目前图像特征提取能力最强的SIFT特征提取算法进行分析,并使用它进行图像匹配的方法进行研究。同时实现基于数学形态学边缘检测的图像匹配和基于Harris角点特征的图像匹配。