计算机视觉技术是一项综合技术。随着计算机计算能力的快速发展,计算机视觉技术日益影响和改变着人类的生活,其中最为突出的便是3D技术。3D技术影响着人类生活的方方面面,如3D游戏、动画、3D电影、计算机辅助制造、3D打印、医学成像、自动驾驶、外星登录探测。三维重构作为3D技术中的一个关键技术,一直备受人们的关注。本文对光学三维重建算法进行深入研究,旨在实现一个稳定高效的光学三维扫描仪系统。在此基础上,为进一步实现360度全景重构,对运动视觉进行研究,完成了基于运动视觉的相机轨迹绘制工作,为后期360度全景重构提供了重要的理论与实践基础。本文研究分析了张正友的相机定标算法,运用黑白相间的棋盘格作为相机定标的参照物,并自主设计投影仪定标所需要的投影棋盘图案,以OpenCV开源计算机视觉库与MALAB为基础,用C++编程实现相机与投影仪的定标。设备定标完成后,本文详细分析各种编码结构光的优缺点,选取格雷码结构光作为光栅投影,并研究格雷码结构光的编解码过程,最后生成多幅基于时间编码的格雷码投影图案。得到格雷码投影图案后,根据设备定标参数和格雷码结构光的解码策略完成三维物体的表面重构。本文设计了两种轨迹绘制的方法:一个是单目相机轨迹绘制,一个是双目相机轨迹绘制。在单目相机轨迹绘制中,首先通过相机在场景中采集图像序列,对图像序列中相邻的图像用SIFT特征描述子进行特征点检测,然后利用RANSAC算法进行误匹配点的剔除操作,最后依照对极几何中的极线约束条件完成相机的姿态估计。为弥补单目轨迹绘制中无法得到量化的平移参数的缺陷,使用双目测距技术。本文最终通过真实室外场景实验单目相机轨迹绘制,通过3Dmax软件模拟室内场景,实验双目相机轨迹绘制。