本发明公开一种标定物目标及兴趣物目标同时成像装置及基于暗信道先验模型的检测方法，成像装置能够同时对标定物目标及兴趣物目标进行成像。在标定物目标所在的图像区域中，利用已知标定物目标同成像设备间基线距离并通过成像模型标定计算出透射率。同时，在标定物目标所在的图像区域中根据暗信道先验模型计算场景中的背景光。在上述计算的基础上，在兴趣物目标所在的区域中，根据所计算得到的透射率以及暗信道先验模型检测出兴趣物目标区域中各点上的距离，以实现检测。本发明能够稳定、可靠地检测场景中兴趣目标物的空间距离，较为便捷，适用于多类复杂的散射环境。