三维物体识别是计算机视觉研究的一项重要课题。由于其在军事、工业等社会诸多领域中具有潜在的,巨大的经济和应用价值,半个世纪以来受到各国视觉研究者的广泛关注,并提出了大量的理论和方法。但在常规的识别方法中,当相机与目标的距离相对于目标的尺寸不可近似为无限远时,或目标自身的某些侧面与成像平面不保持平行关系时,三维物体的2D成像有可能发生形状(结构)上的畸变,在这种情况下将会产生很大的不确定性,从而严重影响真实三维物体的准确识别。为了能够有效地、正确地识别三维物体,本文采用了基于3D不变量的三维物体识别方法,其中运用了大量不受姿态、成像条件和相机内部参数影响的特征量,这些特征量是以射影不变量为代表的3D不变量,而且提取和计算一般无需校正和重建可直接在2D图像上进行。该方法首先对图像进行预处理、点线特征提取与精确匹配,以获得准确的点、线特征对应对;然后在此基础上以2D射影变换作为建立视图关系的工具,利用多种组合形式的点、线对应对建立视图关系,合理构造虚元素,结合实元素和虚元素巧妙的提取空间复杂物体的多种3D不变量;最后通过以3D不变量组成的数据模型库与哈希表相结合实现了三维物体识别。实验表明,基于3D不变量的三维物体识别方法可以有效地克服透视变形对成像目标带来的歧义理解,在一定程度上能够较好的解决三维物体识别的需求。