近年来,视觉测距系统被广泛地应用于智能机器人、智能交通道路监控、铁路与公路系统、公安侦查、遥感遥测技术等与人们生产生活息息相关的领域中。在科技信息高速发展的今天,视觉技术的发展与提升为这些重要的信息技术和生产领域的发展打下坚实基础。现阶段,基于USB摄像头视觉系统的开发继承了可移植性强、系统稳定的优点。本论文从序列图像分析角度出发,根据连续帧图像差的物体边缘模糊以及连续帧图像的目标物体在成像面的面积差异这两个特点,研究了摄像头到物体的距离这一单目图像测距技术。本文开头介绍了单目图像散焦测距与图像特征点测距技术原理,提出了利用图像调制传递函数寻找模糊图像空间频率实现距离测量和建立目标图像特征点与摄像机光心直线测距模型实现距离测量两种方法。之后在数字图像预处理研究过程中提出了图像特征提取的创新方法,改进了边缘特征提取的算法,开发出八向差和算子和方向角函数来实现边缘快速检测和线段特征检测。本文最后介绍了数字图像处理开发平台,结合双线程应用程序编程思想,给出了图像测距系统软件总体设计流程,并针对测距算法,给出了单目散焦图像测距与目标特征测距两种实验方法以及详细的实验步骤,最后通过实验数据总结图像测距算法是具有可行性和有效性的结果。本系统应用程序设计是在微软公司出品的Visual C++编译环境下基于MFC多线程应用程序编程实现。通过对视频采集模块的编写,实现了手动单帧或者自动连续帧图像的获取,以及依据定时器控制的固定时间间隔的自动序列图像获取。此外还包括了针对图像格式的24位真彩色图像到8位灰度图像的灰度转换模块；去除图像噪声以及目标图像投影的图像增强模块；目标特征提取的图像分割模块；方便特征点坐标提取,结合OpenCV的摄像头的标定等数字图像处理模块。随着视觉领域的发展以及智能机器人控制技术性能的提升,相信单目图像测距技术是一项值得深入研究的课题,其发展必将为信息产业的发展带来巨大的变革。