三维重建技术是指将三维环境用合适的计算机方式表示出来,在计算机环境中对三维环境进行一系列操作和分析。三维重建技术作为一门跨多学科的挑战技术,在人机交互、虚拟现实、机器人导航等多方面有着重要的影响。传统的三维扫描设备价格昂贵、操作繁琐。低成本、操作简单的三维重建技术具有很高的研究意义。鉴于此,本文通过价格低廉的Kinect传感器作为三维建模的输入设备。并且针对三维重建过程中涉及的数据获取、目标提取、点云去噪、文理映射及网格化等相关技术进行了研究,实现了一种基于Kinect传感器的高效简便的三维重建系统。本文的主要研究内容分为以下几个方面:首先,利用OpenNI驱动Kinect传感器获取待扫描物体的深度信息和彩色信息,结合MATLAB标定工具箱,然后用棋盘格标定方法对Kinect传感器的相机进行了标定。分析了Kinect传感器由获取到的深度通过坐标转换为三维点云的过程。其次,由于Kinect传感器获取的深度图像中带有大量噪声,为了提高模型重建的质量,采用双边滤波算法对获取的深度图像进行了去噪,同时保存了边缘信息。为了重建精确的三维模型,需要对待重建的物体进行分割提取,本文使用改进的连通区域标记算法对深度图像进行了分割。对分割后的深度图像进行了修复,使得小面积的孔洞得到了有效填充。最后,利用Kinect传感器搭建了一个三维重建系统,通过Kinect传感器从多个视角下获得待扫描目标的深度图像和RGB图像,重建出带纹理信息的逼真的三维网格模型。本系统采用了GPU高性能编程加速运算,并且进行了一些优化处理,大幅度减少了计算时间,整个带颜色信息的三维模型重建能在一个很短的时间段内完成。本文的三维建模过程操作简单,利用价格低廉的Kinect传感器和普通计算机即可完成物体的三维建模。相比传统的三维扫描设备,大大降低了三维重建的成本和难度。实验结果中生成的三维模型精度较高,可以满足非精确计算的应用要求。