裸眼3D技术是不佩戴眼镜或其他辅助设备的新型显示技术，通过特制的光学器件把具有视差的立体对图像分别传送到对应的左右眼来获得立体效果。裸眼3D技术被广泛应用于3D摄像机、3D手机、3D电视等产品，也可用在可视倒车、行车记录、道路识别等领域。论文以双目视觉图像采集、三维坐标重建原理、裸眼3D技术为理论依托，重点研究双CMOS形式的新型3D视觉传感器及其图像采集系统。利用3D视觉传感器获取场景三维坐标重建所需的深度信息，得到的具有水平视差的立体对图像经匹配、合成并显示在裸眼3D液晶屏上可获得良好立体效果。而且精确的立体对图像有助于3D传感器中的光路系统检验，以此完善3D传感器。本文以裸眼3D技术在汽车方面的应用为背景，分析了车载立体视觉原理、结构、实现方法等。使用现场可编程门阵列控制3D传感器各信号，研制了满足嵌入式系统要求的车载立体对图像采集系统硬件及软件：硬件上使用FPGA为主控芯片对双传感器进行整合及其相应外围电路设计。电路板设计了JTAG在线调试和AS程序固化模块，具有RGB332VGA、USB2.0、外部扩展口多种验证接口及并行数据输出接口等。软件上使用Verliog HDL硬件编程语言对16位寄存器地址初始化方式进行了探索并完成了对传感器各项参数的正确配置，在实现单传感器图像采集及显示的基础上完成了双传感器的同步采集、立体对图像的拼接及显示验证。最终实验证明3D传感器及外围硬件部分设计工作正常，编写的系统软件可精确采集立体对图像并输出。软件程序固化在EPCS芯片后作为图像采集独立模块，为后续更加小型化及产品化的研究工作奠定了良好的基础。