一、软件面向的行业和业务场景本项目聚焦低成本深度感知需求，适用于小型企业或创业团队的轻量级应用场景，例如：电商3D商品展示：用手机拍摄商品（如杯子、玩具）的左右视图，生成深度图，用于虚拟商城的“360°+深度”展示（比如用户可以看到杯子的凸起部分离屏幕更近，提升购物体验）；家用智能设备：扫地机器人的简单环境建模（用单相机移动拍摄，生成房间地面的深度图，判断障碍物距离，避免碰撞）；教育类APP：儿童编程软件中的“视觉实验”模块（让孩子用手机拍自己的玩具，生成深度图，直观理解“双目视觉”的原理）。这些场景的核心需求是低成本、易部署（不需要专业双目相机），而本项目用“单相机+OpenCV”完美解决了这个问题，符合就业中“用最低成本实现核心功能”的要求。二、项目功能模块与具体功能项目按照“标定→双目校准→匹配→深度生成”的工业级 pipeline 设计，实现了4个核心功能，每个功能都对应任务书的考核点：相机内参校准（张正友标定）：做什么：用手机拍15张不同角度的棋盘格照片（倾斜、旋转、远近），用OpenCV的cv2.calibrateCamera算法算出相机的焦距（镜头的“放大倍数”）、主点（图像中心）和畸变系数（消除镜头的“鱼眼效应”）。为什么：没有内参，后续的深度计算会有很大误差（比如拍同一个杯子，畸变会让杯子看起来“变形”，导致深度图不准）。相机外参定位（DLT标定）：做什么：用手机拍左右两个位置的立方体照片（6cm边长，硬纸板做的），手动标注立方体的顶点（比如前面的4个角、顶面的2个角），用cv2.solvePnP算法算出相机相对于立方体的旋转方向（比如相机向左转了10度）和平移位置（比如相机离立方体20cm）。为什么：外参是“相机在哪里”的关键参数，后续双目标定需要左右相机的外参来算它们之间的相对位置。双目姿态校准（双目标定）：做什么：结合左右相机的外参，算出它们之间的旋转矩阵R（右相机相对于左相机转了多少度）和平移向量T（右相机在左相机右边10cm），得到基线长度（双目系统的“眼睛间距”，决定深度计算的精度）。为什么：没有双目姿态，左右图像的“对应关系”会乱，立体匹配无法正确找到同一个点在左右图像中的位置。立体匹配与深度计算：做什么：(1) 用手机拍左右两个角度的目标照片（比如杯子），用SAD滑动窗口算法（窗口大小可调，5x5/7x7）生成视差图（左右图像中同一个点的位置差）；(2) 用视差图和之前的内参、基线长度，用公式算出深度图（灰度值表示距离，亮的地方离相机近，暗的地方离相机远）。为什么：这是项目的核心功能——把“2D照片”变成“3D深度信息”，满足场景需求（比如电商的3D展示、扫地机器人的避障）。三、项目的技术选型与架构特点技术选型：核心库：OpenCV（4.8.0版本）——工业级开源图像处理库，支持相机标定、立体匹配、深度计算等所有核心功能，跨平台（Windows/Android/iOS），适合就业中的“快速原型+部署”需求；开发语言：Python（3.9版本）——开发效率高，语法简洁，适合快速调试（比如调整滑动窗口大小，马上就能看到深度图的变化）；硬件：手机（iPhone/Android）——低成本、易获取，不需要专业相机，符合“轻量级应用”的要求。架构特点：模块化 pipeline：每个功能（内参校准、外参定位、双目校准、深度计算）都是独立模块，比如“内参校准”模块可以用到其他单目项目中，“立体匹配”模块可以替换算法（比如把SAD换成更准确的SGBM），便于就业中的“功能复用”；可参数化调整：滑动窗口大小、视差范围、最大深度阈值都是可调的，比如调整窗口大小（5x5→7x7），可以对比深度图的“清晰度”和“稳定性”（窗口大，深度图更模糊但更稳定；窗口小，更清晰但容易有误差），符合任务书“不同窗口尺寸对比”的要求；可视化结果：生成的深度图是黑白的，直观看到目标的三维形状（比如杯子的凸起部分更亮），便于就业中的“结果展示”（比如给客户看“我们的系统能算出杯子的深度”）。