本发明涉及一种三维测距方法及其装置，特别涉及一种用于移动机器人的三维测距方法及其装置，属于移动机器人环境感知技术领域。包括光源、反光镜、聚光镜、幻灯片、投影物镜、摄像头和图像处理器。光源、反光镜、聚光镜、幻灯片和投影物镜组成投影系统，将幻灯片上的等间距圆斑图形投射到移动机器人前方空间，摄像头和图像处理器组成的图像测量系统测量视场中各个投影光斑的直径，就可计算出该投影光斑处的物体距离。本发明技术方案无需使用三维扫描机构，就能进行三维测距，系统结构简单，测量速度快，成本低廉，不存在激光测距装置的安全性问题，可用于环境感知精度和测量速度要求较高的场合。