随着科学技术的不断发展,三维重建作为一种能够通过以建模方式得到三维信息,进行显示、分析的技术应用在各个领域,如Simultaneous localization and mapping（SLAM）、医疗科学、文物维护、地球大气等领域。随着三维重建技术采用的零部件逐渐市场化和产品化之后,将三维重建技术应用于视力障碍者的出行中变为一种可能。对于视力障碍者而言,三维重建技术运用至其指引工具之上可以快速、精准、完整的获取盲道上面的路况信息,然后通过听觉及触觉的实时人机交互,为视力障碍者的日常出行提供更加精准可靠的技术支持。本文研究设计一种基于线结构光的盲道三维重建系统,主要研究内容如下:1.对三维重建系统的理论进行推导验证。首先,结合直接三角测距法将点状结构光三角测距模型进行推导,得出线状结构光三角测距的模型。其次,对含有激光条纹的图像进行图像预处理及误差来源分析,并运用黑塞矩阵对图像中的激光条纹中心坐标进行高精度提取。然后,构建三维重建系统的标定理论模型,并给出摄像机与结构光平面标定的方法及步骤。最后,给出点云数据处理、匹配以及曲面重构的方法。2.对三维重建系统进行设计与实现。首先,在分析三维重建盲道的功能需求之上进行硬件系统框架的搭建及设计,结合控制和图像处理功能的硬件参数需求对核心芯片进行选型。其次,对硬件系统的步进电机、图像采集模块、线激光器模块、反馈模块以及电源模块进行相应的电路设计与器件选型的工作。然后,针对盲道表面形貌的特点,设计可以增加扫描范围的双电机转台。最后,对系统软件架构进行搭建,并对主控程序和各子程序进行软件设计。3.对本文设计的系统进行相关实验。首先,在本文系统下进行摄像机和结构光平面的标定实验,得出系统标定参数。其次,进行激光条纹中心坐标提取及深度信息获取实验,验证提取精度并进行误差分析。然后,进行盲道三维重建实验,对盲道进行扫描得出盲道的三维点云重建结果。最后,进行导盲实验,验证本文三维重建系统导盲效果的可行性与有效性。