矿用挖掘机是露天矿开采的重要装备,但由于开采现场环境恶劣,人员健康与安全无法保障,熟练的矿用设备操作人员难以培养,生产效率难以最大化,所以矿用挖掘机的无人化越来越引起重视。而对于周围环境的三维感知是实现挖掘机无人化的关键技术,针对矿用挖掘机环境感知的相关研究对于实现挖掘机无人化具有重要意义。本文对于双目相机用于挖掘机的环境感知进行研究,利用双目相机的立体成像原理获取周围环境的三维数据。为了研究双目相机在矿用挖掘机环境感知中的使用效果,本文选择挖掘场景中常见的矿石堆作为实验对象,搭建环境感知实验平台。确定了感知系统双目视觉的软件构成,包括交互控制模块、图像数据采集模块、相机标定模块、图像预处理模块、图像校正模块、立体匹配模块、三维重建模块,针对系统软件进行重点研究。为了得到双目相机图像与被拍摄目标之间的转换关系,对双目相机进行标定,根据常见的相机标定方法的特点,选择张正友相机标定法作为双目相机的标定方法。进行了左右单目相机的单独标定以及双目相机标定,得到左右相机的内部参数矩阵、畸变系数以及外部参数,并使用标定参数进行图像的畸变校正,降低图像畸变对三维重建的影响。选取合适的灰度化以及滤波算法进行图像预处理,并进行了双目图像立体校正,以提高图像的处理速度与准确性。设计了基于SURF特征检测的立体匹配算法,使用实验对象的双目图像进行了立体匹配实验,将实验结果与FAST以及SIFT特征检测算法的立体匹配效果进行比较分析。根据三维重建原理,选择基于视差值的三维重建方法。利用视差图进行实验对象的三维重建工作。设计了不同条件下三维重建实验,研究了不同光照条件以及拍摄距离对三维数据的影响。本文完成了矿用挖掘机环境感知系统方案设计,完成了相关实验研究。通过实验证明基于SURF的立体匹配算法在矿用挖掘机工作场景中具有较好的匹配速度和匹配效果,在光线均匀充足以及合理拍摄距离下使用双目相机可以有效提高三维重建数据的准确性。利用双目相机进行三维重建获得空间三维点云数据,生成实验对象的三维点云图,实现了基于双目视觉进行挖掘机三维环境感知的研究目的。