计算机视觉的主要任务之一就是对三维景物距离的感知,双目立体视觉技术是通过使用摄像机模拟人类的双眼来获取景物的深度信息,具有速度快,非接触式测量,简单可靠的优点,在民用和军用方面都有着广泛的运用,是计算机视觉领域中的一个热门研究方向。通常,一个完善的双目立体视觉系统包括以下六个部分:图像采集、摄像机标定、图像预处理、特征提取、立体匹配和三维重建。本论文针对基于双目立体视觉的三维测量的效率和精度存在矛盾这一问题,重点对摄像机标定、特征点提取和匹配环节做了一些改进工作,使得双目视觉系统能够实现高精度快速测量,具体工作如下:首先,对基于双目立体视觉的三维测量原理进行了阐述,并进行了误差分析。其次,针对双目摄像机标定,采用操作方法简单的张正友标定法,选择圆孔为标定参照物,对标定板图像的圆孔目标进行检测,再对圆孔边缘进行椭圆拟合使得获取的圆心的位置达到亚像素级的精度,从而大大提高摄像机标定精度,双目摄像机标定实验结果表明,左右两个摄像机的标定精度较高。接着,根据快速测量的需求,提出一种基于FAST和Harris的改进的角点检测方法,实验证明该角点检测方法在快速检测的同时能保证良好的检测效果;而在特征点匹配方面,首先采用简洁高效的BRIEF描述子进行双向交叉匹配,然后再用对极几何约束消除错误的匹配点对,从而大大降低误匹配率。最后,依据摄像机标定的结果以及获得的匹配点对的坐标,运用双目立体视觉的测量原理就可以得到对应空间点的三维坐标。测距实验表明在一定距离范围内可获得较高的测距精度。本文实现的基于双目立体视觉被动测距和三维定位方法,在一定的距离范围内,测量快速的同时能保持较高精度。