视目可自由旋转的双目立体视觉简称旋转双目立体视觉。与传统的双目立体视觉系统相比，旋转双目立体视觉系统扩大了单站点的测量范围，可以提高大范围区域的三维重建速度。本文在国内外三维立体成像技术理论研究的基础上，研究了旋转双目立体视觉系统。论文的主要工作及创新性研究如下：　　1. 在传统双目立体视觉原理的基础上，研究了旋转双目立体视觉系统的结构和摄像机旋转情况下三维重建的原理，并分析了光轴平行状态下的测量误差和旋转角度对测量误差的影响。　　2. 针对摄像机绕轴旋转引起的左右摄像机外参数变化问题，研究了基于旋转轴标定的动态外参数获取方法。通过标定初始位置的摄像机内、外参数和旋转轴在摄像机坐标系中的方位，结合旋转角度信息，即可实时获取摄像机旋转情况下的动态外参数。通过实验验证了该方法的可行性，与一种基于多平面标靶的标定方法相比，该方法精度高且操作简单。　　3. 利用旋转双目立体视觉系统，对长方体型材的不同区域进行测量，获取每个测量区域的三维点云模型，基于坐标变换原理进行点云拼接，实现了长方体型材的三维重建。通过计算特征点间距离，分析了单场景的测量误差以及多场景拼接误差；通过小角度旋转摄像机，获取多个视差图，根据视差连续性原理，采用一种视差图评价标准，对各个视差图进行定量评价，分析了旋转角度对视差图的影响。