多視覺(jué)三維重建技術(shù)通過(guò)采集目標(biāo)的多視角圖像，利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法恢復(fù)目標(biāo)的三維空間結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測(cè)、文物保護(hù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域，而多相機(jī)配置是該技術(shù)實(shí)現(xiàn)高精度、高效率、高完整性重建的核心前提，其必要性源于單相機(jī)在三維重建中的固有局限，多相機(jī)通過(guò)多視角協(xié)同感知，從空間覆蓋、時(shí)序同步、幾何約束、環(huán)境適應(yīng)等多個(gè)維度突破單相機(jī)的能力邊界，為高質(zhì)量三維重建提供關(guān)鍵支撐。單相機(jī)三維重建通常采用“移動(dòng)拍攝”模式，即通過(guò)移動(dòng)相機(jī)從不同視角采集目標(biāo)圖像，這種模式存在諸多無(wú)法克服的缺陷：一是空間覆蓋不完整，移動(dòng)拍攝過(guò)程中易出現(xiàn)目標(biāo)遮擋區(qū)域無(wú)法采集，尤其是復(fù)雜結(jié)構(gòu)目標(biāo)（如內(nèi)部空腔、凹陷部位）的隱藏面，單相機(jī)難以通過(guò)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)全視角覆蓋，導(dǎo)致重建模型出現(xiàn)缺失；二是時(shí)序同步性差，動(dòng)態(tài)目標(biāo)重建場(chǎng)景中，單相機(jī)移動(dòng)拍攝的多視角圖像存在時(shí)間差，目標(biāo)在拍攝間隔內(nèi)的運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致圖像序列無(wú)法精準(zhǔn)對(duì)應(yīng)同一空間結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)重建模糊、錯(cuò)位甚至失??；三是幾何約束不足，單相機(jī)僅能通過(guò)自身移動(dòng)產(chǎn)生的視角變化提供有限的幾何信息，對(duì)于缺乏紋理的光滑目標(biāo)，易出現(xiàn)特征點(diǎn)匹配失敗，無(wú)法構(gòu)建穩(wěn)定的三維點(diǎn)云；四是重建效率低下，移動(dòng)拍攝需逐視角采集圖像，耗時(shí)較長(zhǎng)，無(wú)法滿足實(shí)時(shí)重建需求。而多相機(jī)配置通過(guò)多臺(tái)相機(jī)固定布局或同步移動(dòng)，從根本上解決了這些問(wèn)題，其必要性可從以下五大核心維度展開(kāi)解析。首先，多相機(jī)配置能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)全視角覆蓋，保障重建模型的完整性，這是多視覺(jué)三維重建最基礎(chǔ)的需求。復(fù)雜目標(biāo)（如工業(yè)零件的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)、文物的立體紋飾、人體的曲面輪廓）往往存在大量遮擋區(qū)域，單相機(jī)移動(dòng)拍攝時(shí)，受限于拍攝路徑與空間布局，難以同時(shí)捕捉到目標(biāo)的所有表面信息，必然導(dǎo)致重建模型出現(xiàn)“空洞”或“缺失面”。而多相機(jī)通過(guò)環(huán)形、陣列式等布局方式，可圍繞目標(biāo)形成360°全視角覆蓋，相鄰相機(jī)的視場(chǎng)相互重疊，確保目標(biāo)的每個(gè)表面都能被至少一臺(tái)相機(jī)捕捉到，例如在工業(yè)零件三維檢測(cè)場(chǎng)景中，采用環(huán)形多相機(jī)布局，可同時(shí)采集零件的正面、側(cè)面、頂面及內(nèi)腔入口等區(qū)域的圖像，通過(guò)重疊區(qū)的特征匹配與融合，完整恢復(fù)零件的三維結(jié)構(gòu)；對(duì)于大型目標(biāo)（如建筑、橋梁），采用分布式多相機(jī)陣列布局，可覆蓋目標(biāo)的大范圍區(qū)域，避免單相機(jī)移動(dòng)拍攝時(shí)因距離過(guò)遠(yuǎn)導(dǎo)致的細(xì)節(jié)丟失，保障重建模型的完整性與細(xì)節(jié)豐富度。其次，多相機(jī)同步采集能突破動(dòng)態(tài)目標(biāo)重建的時(shí)序瓶頸，確保重建的準(zhǔn)確性。動(dòng)態(tài)目標(biāo)（如運(yùn)動(dòng)的工件、行走的人體、行駛的車輛）的三維重建要求多視角圖像必須在同一時(shí)刻采集，否則目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致不同視角圖像中的目標(biāo)位置、姿態(tài)存在差異，無(wú)法通過(guò)三角化原理準(zhǔn)確恢復(fù)三維結(jié)構(gòu)。單相機(jī)移動(dòng)拍攝無(wú)法實(shí)現(xiàn)多視角圖像的同步采集，必然導(dǎo)致動(dòng)態(tài)目標(biāo)重建失??；而多相機(jī)配置可通過(guò)硬件觸發(fā)（如TTL同步信號(hào)）或精準(zhǔn)時(shí)間協(xié)議（如PTP）實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)同步采集，確保所有相機(jī)在同一瞬間捕捉目標(biāo)的狀態(tài)，獲取目標(biāo)的多視角同步圖像序列。基于同步圖像序列，重建算法可準(zhǔn)確計(jì)算目標(biāo)特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)，同時(shí)追蹤目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的實(shí)時(shí)三維重建，例如在自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中，多相機(jī)同步采集道路環(huán)境圖像，可快速重建車輛周邊的三維路況，為路徑規(guī)劃提供精準(zhǔn)的空間信息；在人體動(dòng)作捕捉場(chǎng)景中，多相機(jī)同步采集人體關(guān)節(jié)特征，可精準(zhǔn)恢復(fù)人體的三維運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。第三，多相機(jī)提供充足的幾何約束，提升重建精度與魯棒性。