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三维重构一直是计算机视觉研究领域的主要任务之一。三维重构是利用物体的图像点信息获取物体在空间中三维信息的技术。近年来，三维重构在视觉监控、工业应用、文物考究、医疗模型、通讯等领域都有广泛的应用。而摄像机标定是从二维图像信息出发获取三维空间物体的几何信息所不可缺少的重要步骤之一。本文首先回顾了摄像机标定与三维重构的研究现状及发展趋势，在总结国内外研究结果的基础上主要做了以下研究:
(1)提出了基于两相交的相同圆的摄像机自标定的新方法。利用两相交圆的公共弦与经过两圆心直线互相垂直的特性，线性求解出了摄像机的各个内参数。模板制作简单，标定过程简单，求解过程是线性的。真实实验和仿真实验证明标定结果稳定性强。
(2)平面三角形是最简单的平面几何图形，探索通过平面三角形模板求解场景平面与像平面的单应矩阵。然后，根据这种单应关系，可以计算出圆环点的图像点坐标。最后，利用圆环点对摄像机内参数的约束，实现摄像机的线性自标定。
(3)三维重建是计算机视觉研究的主要内容之一，也是计算机视觉的重要研究内容和最终研究目标。在总结了国内外已有的三维重建的理论与方案的基础上，研究了与仿射和度量重构相关的射影几何知识，寻求一种简单、精确的分层重构方法。