目前三维模型已经广泛应用于工厂可视化、医疗、建筑和设备制造等诸多领域,但是这些三维模型只具有物体的几何信息与表面的颜色信息。而温度信息可以反映物体的内部温度场变化信息,对于工厂设备运行评估与故障诊断、医疗分析、建筑能源审计、城市规划、环境保护以及资源搜索和火灾救援有着巨大的应用前景,同时在机器视觉领域对于物体的语义识别有着重要意义。而当前2D热像技术存在的问题在于光学镜头平面成像特点导致的显示范围局限性较大,使得仅仅利用图片或视频对设备进行评估不够直观。目前二维红外图像的应用较为广泛,而以三维方式进行呈现的方法还处于空白阶段。为了解决上述问题,我们结合红外图像与三维模型在设备监控上的优点,在可见光基础上加入红外温度信息并映射到三维模型上使得红外图形在设备检测等方面的应用更具有研究价值。与现有的2D热像技术相比,3D热像技术可以产生对象的三维温度场模型,为对象的温度场数值计算以及直观可视化的显示提供了基础模型载体,并且3D热像技术为生产操作优化及安全生产提供了新的监控手段,是一种新的复杂工业生产过程可视化技术。为此,本文提出了一种能够将红外信息融合到三维模型重建过程上的方法。这种方法的挑战性不仅在三维模型上显示红外图像,提高了表面纹理的信息量,并且将获得的红外图像参与到几何模型的重建过程中,提高了几何模型的精确度。系统的实现方法如下:首先,根据红外温度数据的特点,在传感器的选择上进行了大量调研,最终选择了RGB-D摄像机ASUS XTion PRO与红外热像仪Optris 1450做为前端输入,并对其进行时空标定,利用三维打印技术设计搭建了硬件平台。其次,作者根据当前的实时三维定位与重建方法,结合红外温度信息与表面颜色信息在不同环境下的互补性,利用红外图像与RGB图像根据环境的不同利进行加权处理来对摄像机的位姿进行估计。实验结果表明,这种方法在无法获得可见光的黑暗环境下也可以获得比单独使用表面颜色信息更好的位姿估计效果,可以提高几何重建过程的鲁棒性。最后,将两种图像同时参与到物体的表面纹理重建过程中,并且在重建过程开发了可视化软件,提供给用户可切换的红外模型与RGB模型的实时重建过程显示功能,以此来对重建过程进行分析与评估。最终该系统的输出结果是一个致密的3D模型,可以实现在同一模型表面分别显示RGB数据和红外温度数据。