双目视觉跟踪测量是在结合双目视觉技术的基础上对特定运动目标进行检测识别与跟踪，并测得其三维坐标信息的技术。该项技术研究成果可广泛应用于军用、工用和民用领域。在体育比赛视频中球类的自动跟踪测距是一个热门方向，本文正是以实现体育项目中球类目标的实时三维跟踪测量为目的，对实时双目视觉跟踪测量技术进行的研究。本文将研究球类目标的实时双目视觉跟踪测量分为两个部分进行。第一部分为分别对实时目标检测识别与定位跟踪技术和双目平台标定技术进行研究，第二部分利用第一部分的研究成果，分析选择最佳组合方案设计实现对运动球类目标实时三维跟踪测距的应用系统。主要完成的工作有：1)在比较分析了常用背景建模检测算法的基础上，结合图像颜色HSV转换预处理的过滤，提出了定期更新背景模型的特定运动目标检测算法，使得系统检测性能有了很大提高；2)对模板匹配的目标跟踪、camshift跟踪和kalman滤波跟踪方案进行了测试，分析比较三种目标跟踪算法的优缺点，结合目标检测结果提出了基于kalman滤波器的快速更新感兴趣区域ROI的目标跟踪算法，该跟踪方案使得系统跟踪实时性显著提高；3)对比分析各种常见摄像头标定技术，选择并实现了精度和灵活度适中的张正友标定方法，较为精确的标定了双目摄像头平台；4)对比分析目标图像中心点的快速定位方法后，提出了一个利用椭圆拟合目标二值前景的中心快速定位方法，匹配目标中心实现了实时的目标三维测量。对设计实现的系统的各个模块进行的实验测试结果如下：在连接了网络摄像头的普通的PC平台上，在双目摄像头检测乒乓球实验中能实时显示目标的清晰完整的轮廓；对抛出的乒乓球目标跟踪测距时系统能以30帧的速率实时跟踪并测得其三维坐标，且在合适的距离范围内进行双目测距的结果实际误差在5%以下，达到了系统基本测量精度的要求。测试结果表明系统完成了预期的设计目标，达到了实时跟踪测距的目的。