双目被动测距技术基于立体视觉原理,根据目标在左右图像中的视差解算出目标物的距离,具有非接触式,高隐蔽性等特点,在智能避障、工业测量、航空航天等多种领域已经得到广泛应用。本文立足于军事领域,针对单兵侦查的特殊需求,设计出一种高精度的远距离双目被动测距系统,并对光轴校正与相机标定算法和图像立体匹配算法进行研究。本文首先对双目被动测距系统进行总体设计,利用误差传播定律解算出测距指标,计算出符合指标要求的系统参数,完成原理样机的结构设计。其次,在分析传统光轴校正方法和经典相机标定算法的基础上,提出基于图像的新型光轴校正方法,利用自主设计的大尺寸标定板对长焦相机进行标定。实验证明,先校正后标定的方式能够有效保留目标图像的原始信息。再次,在分析图像立体匹配算法优劣的基础上,设计出基于多尺度的亚像素立体匹配算法,先采用优化搜索策略的区域匹配算法实现粗匹配,将目标的匹配点定位到像素级别,再利用基于PROSAC的SURF特征匹配算法进行精匹配,对目标进行亚像素定位,由粗到精的匹配策略有效提高了立体匹配的精度和速度。最后,利用搭建的短基线双目被动测距系统完成测距实验,并对测距误差进行分析。经验证,本文设计的测距系统可实现对2000米范围内目标进行测距,测距精度可达到4%,基本满足军事侦查领域对测距远距离、高精度、实时性的特殊指标要求。