目前三维成像得到了日益广泛的重视和应用,有关三维成像方法和系统的研究也越来越多,以满足快速、高精度的要求。本文在实验室项目组以往研究成果的基础上,结合TOF无扫描深度相机和双目视觉各自的优势,提出了基于Nios Ⅱ的FPGA三维立体匹配系统,以期实现嵌入式系统上的立体视觉,扩大应用范围。本文简略介绍了TOF无扫描相机(深度相机)和双目视觉国内外研究现状,分析了FPGA、Nios Ⅱ应用于图像处理的优势和当今发展情况,列举了现有的实现方案。在分析比较了Nios Ⅱ和FPGA应用于图像处理的原理和特点后,提出了基于Nios Ⅱ的FPGA的SOPC系统。系统使用Verilog语言设计Census变换计算IP核和汉明间距计算IP核,构建Nios Ⅱ双目匹配控制单元,把算法中的复杂串行计算转为并行运算,加快匹配速度。仿真及实验结果表明,基于Nios Ⅱ的双目视觉系统能有效实现三维匹配,改进的census变换局部匹配算法能快速便捷的实现。由于匹配具有并行特点和FPGA的并行运算优势,本课题研究基于FPGA的实现方式,对于图像的实时处理需求较高的机器视觉很有实现价值。课题中使用Nios Ⅱ的匹配方案,更大的价值在于多核Nios Ⅱ CPU的并行计算,虽然本文没有提出实现的方式,但这也开辟了一个更新的三维视觉匹配思路,而这对于嵌入式、移动互联网、物联网、游戏中应用,更需要进一步研究。论文总结已开展工作,对后续研究内容做了展望。