月球作为离地球最近的星球,一直是人们进行深空探测的首选目标。近年来,月球极区因其独特的地理位置和科学探测价值,已成为未来月球探测的热点区域。由于太阳照射角度和月球地势的原因,月球极区附近存在许多几乎接触不到阳光的特殊区域,即月球弱光区。对月球弱光区进行探测能够得到月球水冰的来源和分布、月球表面状态和内部结构,以及全新的能源物质和资源。但由于月球弱光区内部几乎没有光照并且环境温度极低,一般在地面进行形貌环境探测的三维测量设备并不能用来探测月球弱光区内的形貌环境。双目立体视觉成像作为被动式三维测量方法的典型代表,在月球弱光区特殊环境下也不能顺利的完成深度信息获取工作。为了实现对月球弱光区内部环境的探测,本文将主动照明系统与双目立体视觉成像系统相结合,构建出一种主动式深度信息获取系统,并对此系统的可行性进行了实验验证。本文主要工作如下:第一,研究了非调制光源与调制光源的各自特点,通过实验模拟实现了调制光的编码与解码;通过对双目立体视觉成像系统研究,构建出光轴非平行与光轴平行的两种立体视觉模型;通过将不同的主动照明光源模型与双目立体视觉成像模型结合,构建出非调制光照明和调制光照明双目立体视觉成像系统模型。第二,对双目立体视觉相机的成像理论进行了研究。分别对相机标定、图像校正、图像立体匹配和深度信息获取进行了相应的理论分析与实验验证,实现了双目立体视觉成像系统对待测物体深度信息的获取。第三,对主动照明双目立体视觉成像系统的可行性进行了实验验证。搭建了非调制光照明双目立体视觉原理验证系统,获取到一米距离处物体的深度信息,验证了该系统的可行性;搭建了调制光照明双目立体视觉原理验证系统,并通过实验验证了该系统的可行性。