当前，不管是机器人导航，还是物体三维重建，都会涉及到目标点三维定位的问题。目标的精确三维定位具有重要的意义，被广泛地应用于工业视觉检测、机器人蔽障等领域，实现“为机器装上眼睛”的目的。同时在计算机视觉的发展过程中，人们对机器探测视场角范围的要求不断提高，大视场计算机视觉探测系统成为人们的研究方向，但该领域的研究成果目前仍旧较少。　　本文通过分析昆虫复眼结构中子眼曲面排布以获得不同视角图像的特点，结合大视场目标定位的功能需求，设计并制备了复眼型多通道图像采集系统、编写了拍摄控制软件，研究大视场图像拼接算法及多目三维定位算法，实现了大视场图像生成及目标三维坐标探测。其主要研究内容及结论如下:　　通过研究不同的多通道图像采集控制系统方案，确立了本文采用的以Altera的NIOS软核FPGA系统为主体的设计方案，其中对对时序要求较高的部分采用硬件逻辑实现，对操作灵活性要求较高或对时序要求不高的部分由NIOS软核实现，该方案的优点是PCB设计、工艺要求适中，软硬件复杂度适中，系统可控性较好，风险较低;　　在少量生产时，成本和硬件的体积功耗有较好的平衡。　　根据上述方案，制备了多通道图像同步采集控制系统并开发了PC端用户控制软件。通过分析子眼视场角与总视场角之间的关系，结合多目视觉定位对子眼排布方式的要求，研究了包含多个子眼的可实现大视场探测的人工复眼结构的设计方法。最后确立的视场排布方式包含三层机构，分别排布1、6、12个子眼镜头，共19只子眼，可以实现的视场角接近120°。　　对大视场目标定位探测系统的标定方法进行了研究，确定了使用张正友标定法对本文系统进行标定并进行了系统标定实验，获得了系统参数。分析子眼图像与三维空间映射关系，研究图像拼接算法，将二维图像进行裁剪并映射于三维立体空间，实现二维子眼图像在三维空间的大视场拼接。分析子眼图像坐标、空间三维坐标及系统参数间的关系，建立空间点多目定位数学模型，并提出了多目视觉定位算法。最后，基于本文提出的算法进行了9点坐标定位实验、纸盒三维重建实验、200米目标探测实验。　　实验结果表明:设计的人工复眼大视场定位系统能够实现大视场图像显示，视场范围接近120°，极大的拓展了机器视觉探测范围。对于近距离目标（5.35米）探测，测量相对误差可达0.19％，对于远距离目标探测，精度有所下降，但仍旧具有较好的探测精度。