无论是在军事上,还是商业上,红外热成像系统都发挥着重要的作用。非制冷红外热成像系统,以其价格低、可靠性高、体积小、功耗低等优势在红外热成像系统的发展中占据着重要地位。典型的非制冷红外热成像系统包括红外光学系统、非制冷红外焦平面阵列、温度稳定器,焦平面驱动电路、图像处理器、视频合成和视频显示驱动电路等。本文在非制冷红外热成像系统基本理论和红外焦平面非均匀性校正的基础上,设计并研制了具有实时图像处理功能的非制冷红外热成像系统,取得了很好的成效。同时在对计算机视觉的三维重建等基本理论进行了研究后,实现了基于红外成像的目标三维测距的具体应用。本文首先介绍了国内外红外成像的发展情况,阐述了非制冷式红外成像发展的优势,对红外图像的特点以及非均匀性产生的因素进行了分析,讨论了现有的几种非均匀性校正算法,并确定了使用两点法进行非均匀性校正。实际工作中采用DRS公司非制冷式红外焦平面器件U6000,利用FPGA+DSP的数字信号处理能力,设计制作完成了一套红外成像系统。文中根据成像器件,成像预处理,非均匀性校正,视频合成的结构分别对各部分设计作了详细的说明。同时,介绍了硬件设计中的注意事项。其次,在红外成像的应用中,本文主要考虑的是计算机视觉方向的成像测距应用。文章先阐述了计算机视觉的基本理论,包括了透视成像,摄像机标定,单目以及双目测距的原理。随后在现有的平台之上,验证了单目测距算法,完成了误差统计分析,同时设计了基于实际问题的双目测距方案,分析了方案的可实施性以及该方案的误差。最后总结了本文所取得的成果,对待进行的工作作了说明,展望了未来的发展方向。