本文研究基于ARM+FPGA的单摄像头3D重构系统，设计了以ARM处理器作为逻辑控制中心，以FPGA作为协处理器的双核硬件架构，并完成了驱动程序和部分软件的设计。本文利用FPGA完成了图像采集与运算、3D图形重构等关键技术的研究，充分利用C2H和自定义元件、自定义指令等技术以提高系统的运算性能；同时利用ARM处理器专用3D图形处理引擎、GPMC控制器及完善的多媒体与网络管理功能完成了主控单元的设计。论文进行了3D建模的相关测试，并在分析计算图像数据后得出物体表面的3D景深数据。在硬件设计上使用了高速PCB的设计方法，并通过了严格的仿真实验，以确保系统的稳定性与可靠性。硬件设计上，FPGA作为ARM的一个通用存储器，在ARM系统里有独立的寻址空间；ARM则通过GPMC访问FPGA。本文在FPGA上搭建了SOPC架构，配置了Nios II处理器，配置了锁相环，MM型三态桥，以及相关的SDRAM控制器和NorFLASH控制器，为FPGA创建了C语言环境；得用硬件描述语言设计了红外线发射模块、摄像头模块、SRAM、片上FIFO和LCD等控制器，创建了图像处理相关的硬件控制环境；设计了数据和地址复用式的GPMC控制器，创建了FPGA与ARM之间的高速通信环境。在ARM端，利用Beaglebone开发板构建了ARM硬件最小系统；根据ARM管脚复用原理，设计了GPMC和LCD电路，保证了图像信息的正确传输和显示，也为友好人机界面的设计提供了便利。另外，在ARM与FPGA之间设计了IIC通信接口，作为命令传输的专用通道，提高了GPMC的通信效率。软件设计方面，在FPGA端的Nios II处理器上设计了基于C语言的IIC协议等应用程序，这样ARM命令可以控制FPGA以及它的各种外部设备；在ARM端配置了Linux操作系统，移植了触摸屏、LCD等外部设备的驱动程序并根据ARM管脚复用原理自行设计完成GPMC等外部设备驱动程序的开发；同时在ARM端移植了嵌入式WEB服务器和嵌入式QT图形操作界面，以实现远程网络控制和3D图形显示功能。本文介绍了单摄像头3D重构系统的工作原理，从硬件、软件两个方面阐述了ARM和FPGA系统的设计过程及其技术难点；给出了主要电路原理图及Linux下的部分驱动程序、应用程序以及基于QT的人机交互界面设计效果，并给出了仿真数据、测试数据与部分实验现象。文章最后对本文的研究成果和存在的不足进行了分析与总结，同时对本系统的进一步完善提出了展望。