本文以减小兴波阻力,提高船行驶速度为应用背景,以哈尔滨工程大学船舶学院实验水池中船模在水池中运动产生的波浪为研究对象,对波浪的波形进行分析研究,绘制其对应的等高线图。实验过程中针对双目立体视觉技术上特征点检测、立体匹配和三维重建等各项关键技术进行深入探讨和研究。主要研究工作内容为:1、在特征点检测部分,提出一种改进的基于Harris角点检测算法和SIFT算法相结合的算法。该算法首先利用Harris角点检测算法来检测不同尺度空间图像上的角点,将每个尺度空间图像上同一位置角点都存在的点作为候选角点,然后利用SIFT算法中方向确定来精筛选候选角点,保留下来的点即为尺度不变角点。该算法既克服单独使用SIFT算法检测角点少的问题,还消除了Harris角点检测算法不具有尺度不变性的缺陷。最后采用SIFT算法进行描述子生成,用于后续的角点匹配算法中,以达到提高匹配率的目的。2、在立体匹配部分,采用多约束条件相结合的方法。该方法首先利用极线约束找到候选匹配角点,根据固定搜索区域和角点特征值比值约束来粗选候选匹配角点。然后采用视差梯度约束和最大向量角准则来精确匹配候选匹配角点,最终达到一一匹配的目的。3、在三维重建部分,采用在船上或者水面做特殊标记的方法,根据这些标记点之间的关系计算出摄像机世界坐标系到水平面世界坐标系之间的转移矩阵,根据这个转移关系将双目测量得到的三维立体坐标全部转换到水平面世界坐标系下,来绘制波浪等高线图。