立体视觉是计算机视觉领域的重要研究课题,该技术在民用、军事以及航空等领域广泛应用。现在大多数双目立体视觉系统的研究都是以通用计算机作为算法运行平台,存在体积大且功耗较大等缺点。在移动机器人、无人机和航空航天等移动领域,特别是功耗敏感和工作环境较复杂的场合,对于传统的通用计算机平台都不适用。在这样的情况下,在嵌入式设备上实现双目立体视觉系统及研究具有非常重要的意义。本设计采用Zynq-7020系列板卡,低功耗、可随意携带且可扩展性。通过PL和PS部分协同操作,生成平稳的双目视觉视差图。本实验通过无约束立体几何校正算法,将左右图像极线校正,以便减少立体匹配的计算量,同时本文立体匹配算法采用了零均值归一化互相关算法（ZNCC）,相对于传统的匹配算法如census算法,极大的提高了匹配准确率,且具有较强的抗干扰性和鲁棒性。本文系统地研究了双目立体视觉技术的相关算法以及硬件电路设计,旨在实现双目立体视觉视差图的稳定输出。本设计的主要工作如下:（1）用纯C语言编程实现了极线校正和ZNCC算法,并进行优化。无约束立体几何校正算法部分由于比较复杂,故先采用MATLAB进行立体校正算法验证。MATLAB验证成功之后,由于本设计需要在Zynq裸机ARM上运行,且不采用任何Opencv函数库,故先在Visual Studio 2013平台上用纯C语言程序设计无约束立体几何校正算法和双线性插值法,得到校正之后的像素图像。然后在校正之后的像素图像基础上进行立体匹配,采用零均值归一化互相关算法（ZNCC）,对于左图像的一个参考像素点,取其周围的9*9的局部窗口,在右图中同一行中从左到右用同一尺寸局部窗口内的像素与其计算相似程度,相似度的度量最大的位置即为像素匹配点。最后通过二次多项式拟合找到其亚像素匹配点,由亚像素匹配点求出视差值。（2）通过ZYNQ板卡实现FPGA+ARM架构的双目立体视觉系统本设计采用实验室自主开发的Zynq-7020板卡,提出了基于FPGA+ARM架构的双目立体视觉的软硬件系统设计方案。根据对系统软硬件功能划分,PL（FPGA）端主要实现了双目摄像头图像的采集存储和HDMI显示,PS（ARM）端主要实现了软件控制和双目立体视觉立体匹配和立体校正算法。本设计双目摄像头采用OV5640,图像分辨率为640*480,图像传输帧率为30fps。通过AXI-DMA实现高速数据传输,并用SGI软件中断和DMA中断实现乒乓操作,最终平稳地在HDMI上显示640*480的视差图。