1.1 研究目的及意义

三维重建技术是计算机视觉、人工智能、虚拟现实等前沿领域的热点和难点，也是人类在基础研究和应用研究中面临的重大挑战之一，被广泛应用于文物数字化、生物医学成像、动漫制作、工业测量、沉浸式虚拟交互等领域。^[12]

三维重建在计算机辅助几何设计、医疗、媒体创作等领域已经成熟运用多年。其精度和效率在这些行业中有目共睹。然而对于机器人视觉、虚拟现实、人工智能这些新兴热门领域，已存在的成熟的高精度三维重建设备因为其高昂的价格或者过大的体型而不合适使用。寻找一种简单、便捷以及亲民的三维重建方法及平台对于这些领域的研究及运用具有重大的意义。

本设计首先从微软X-box配套的体感相机Kinect入手，研究Kinect深度相机获取景深信息的原理及标定方法，然后通过OpenNI提供的标准化API获取Kinect采集的信息，将其转化为统一的格式提供给上层应用。最终在在Visual Studio 2015环境下，结合OpenNI、OpenCV、PCL等开发库结合一些已有的算法进行数据处理实现完整的三维模型建立。

研究学习相关的技术，对我而言可以进一步深入了解计算机视觉技术、熟悉相关的平台、学习相关语言与算法。为以后的进一步学习打下良好的基础。

同时由于Kinect设备的价格亲民，研究基于Kinect的三维重建技术，对3D打印、虚拟现实、增强现实等如今热门的前沿技术的低成本普及以及扩大应用也有着重要意义。

1.2 国内外研究现状

自Kinect出现，国内外的相关领域的研究人员便发现了其可以应用于低成本三维重建的价值。针对Kinect的三维重建的研究便开始流行起来。

在经过不断的尝试改进的过程中，国内外相关研究人员先后完成了对Kinect标定方法的确定，对Kinect的深度相机无法找到棋盘格角点的问题的解决，以及各种降噪或者避免其先天缺点的方案的提出。

2000年，Zhang Z提出了Kinect的标定方法。其中相机的标定分为彩色相机的标定和景深相机的标定以及确定两相机之间的位置关系。