光电成像系统的主要功能是获取目标物体的图像信息,近年来随着光电成像技术应用的不断深入,图像测量技术已在工业检测、科学研究、国防及人们的日常生活中得到了广泛的应用。在许多工业检测的现场应用中,光电成像检测系统需要在得到目标物体图像信息的同时,也获得目标的距离信息,以满足系统高精度测量的要求。因此,研究基于光电成像的距离测量方法,提高其测量精度,对拓宽光电成像检测系统的应用领域具有重要的实用价值。本论文针对显示屏生产过程中质量检测的具体需求,主要研究了单目相机的精确测距方法。在大量检索国内外相关文献的基础上,详细分析了基于相机成像模型的距离测量方法和基于相机坐标系变换的距离测量方法,设计了对应的合作目标。针对相机中存在的失真问题,首先利用张正友标定法对相机定标并消除存在的畸变影响,再从射影变换的角度研究了相机中存在的射影失真对测距模型的影响和矫正方法。同时分析了模型中目标成像在非中心区域和目标与相机间存在倾斜情况下对测距结果的影响,从而进一步提高测距模型的精度。为了实现具体的自动化测量,研究了基于合作目标的自动对焦方法免去了手动对焦带来的困扰,同时设计了配套的计算机控制软件和算法库,保证了便捷的操作和二次开发的需求。最后建立了实验检测装置,分别从自动对焦、畸变与射影失真矫正方案、测距精度等方面进行了相关实验,结果分析表明在700 mm时的测距精度达到了0.5%,满足课题的实际精度需求。