三维技术是计算机视觉领域核心构成,其相对于二维视觉有更加良好的可识别性和可操作性,将其应用于工业生产领域将有效提升生产效率和产业智能化。本文将三维重建应用于民机零件的喷涂工业生产领域,对流水线上飞机零件进行三维重建获取其三维模型用于识别。由于喷涂场景是一次作业针对一整个托盘零件,一个托盘上有一种或多种零件若干个,喷涂过程采用喷涂机器人精确定点作业,这就要求每次三维重建后获取的应该是每个单独零件的三维模型。基于此,本文提出先重建再分割的研究思路。首先对场景进行一次三维重建,同时针对零件场景二维图像进行处理,获取零件二维分割平面,最后基于二维分割平面映射三维场景模型完成三维分割,以获得每个零件三维模型,通过一次重建一次协同分割提升生产效率。并依此,提出并设计实现了基于多目立体视觉的多零件三维场景重建及基于二维图像到三维模型的模型分割,最终实现单零件三维模型获取。针对零件的三维场景重建的问题,由于托盘面积大、零件种类繁多,大小各异,且一次将一整托盘的方式进行重建,所以设计多相机拍摄环境从多视角进行图像采集,利用多目获取更广视角,然后通过三维点云获取、几何结构恢复和场景绘制完成整个三维模型的构建。在实际算法设计中通过相机标定、特征提取、立体匹配、三角量测、稀疏重建、稠密重建、网格化重建及纹理渲染来完成三维场景空间恢复,并针对每个环节进行优化,以满足实际使用需求。针对二维分割平面的问题,基于场景中结构复杂、颜色和零件相同的托盘背景,本文提出一种基于复杂背景的二维图像分割及多零件轮廓提取算法,在托盘上方摆放相机采集二维图像,通过K-means算法基于RGB通道将颜色几乎相同的背景进行有效区分,继而自动设置限定区域基于Grab Cut迭代去除背景干扰,得到分割出的零件区域,并针对结果进行评估及优化。而后针对得到的零件分割区域进一步利用图形学算法提取每个零件最外轮廓及二维数据。针对零件三维模型的分割和获取,基于以上三维场景模型重建和二维分割平面的获取,提出一种基于二维图像映射三维模型的模型分割算法。首先对三维模型归一化处理,接着提出一种基于实际场景的包围盒设计方法,然后将二维分割图像和三维模型坐标系统一,基于统一坐标系和特定包围盒完成二维到三维的映射,使二维图像各个零件轮廓线作为三维模型的分割区域,完成对场景模型的分割,获取到每个零件的空间模型及空间定位。