在利用相机获取单幅图像进行非接触式几何尺寸测量时,由于被测物在光轴方向存在的高度差会造成不同截面不能同时聚焦或模糊程度不同,影响了测量精度。对于这类工件而言,深度信息的提取成为高精度测量的关键。立体视觉是现代三维测量最基本的工具和手段,其中双目和多目视觉模型复杂,且会遇到当前无法有效解决的对应点匹配问题。本文针对这类问题进行研究,利用单目视觉中的散焦测距提取深度信息,并根据获取的深度信息进行被测物不同截面的高精度几何尺寸测量。本文研究了Pentland测距法、Subbarao测距法和基于远心镜头的测距法这三种具有代表性的散焦测距视觉模型,根据各自的测距原理指出它们在应用上的局限性,在此基础上提出一种基于散焦测距的方法,该方法根据边缘扩散程度描述图像的散焦程度。边缘是图像最基本的特征,图像越模糊,边缘扩散程度越严重,在空间频率上体现为高频成分的衰减。本文根据调制传递函数(MTF)曲线图中特定MTF值下的空间频率值与图像散焦程度之间的关系获取物体的深度信息,通过对测量系统的整体标定,获得系统的物距与图像散焦程度之间的关系曲线,利用该曲线实现被测物的深度测量。最后,利用上述方法进行了实验验证,实现并完成了基于散焦测距的被测物单幅图像不同截面的几何尺寸测量。