3D传感器是仿生人类立体视觉而提出来的用于探测、拍摄双视图场景的新型传感器,其约定的功能需满足立体图像拍摄的要求,能同步拍摄目标场景,以供后续设备的存储、图像处理、场景三维恢复,从而延伸人类双眼功能。本文针对3D传感器的关键技术如CMOS图像传感器的基本原理、噪声分析及3D传感器结构、标定原理、标定算法等方面进行了探索。主要的研究内容如下:(1)在CMOS图像传感器的基础上,研究了3D传感器组成结构、像敏元阵列工作原理、噪声分析、景深原理和深度分辨率等概念,推导了3D深度计算公式。(2)初步完成3D传感器标定软件的设计。首先介绍了基于2D平面模板和基于3D立体标靶的单传感器标定的方法,继而研究了3D传感器的标定原理和方法,在OpenCV的3D传感器标定模型基础上,设计了具有可视化界面的C++标定软件,具备图像灰度化、canny算法、透视变换、图像反向等图像处理功能,同时还具备单摄像头图像采集、图像角点提取、标定等功能。(3)完成标定软件的实验验证。通过与MATLAB标定程序输出结果的对比,本文使用棋盘格图像对软件标定结果进行核实,得到较为准确的3D传感器结构参数。综上所述,本文在OpenCV的3D传感器标定原理及标定算法基础上,完成了3D传感器标定软件的设计、验证,并对左右图像视差分析方法进行了初步研究。