论文系统地研究了锥形诱饵飞行位姿视觉测量中的图像处理问题。通过对标记设计方法、快速直线检测算法、高精度位姿解算算法的研究,解决了锥形诱饵图像特征信息的有效性、图像特征信息的快速检测、位姿参数的高精度解算等问题,为锥形诱饵飞行位姿高精度视觉测量系统的工程实现提供了技术支撑。论文主要研究内容及成果包括:(1)针对锥形诱饵有效特征信息不足的问题,提出最优动态窗口标记设计方法并设计诱饵标记。在诱饵成像区域最小的极限姿态下确定最优动态窗口,在最优动态窗口中设计完备的位姿解算特征,解决飞行姿态变化导致的特征信息遮挡问题;以特征尺度、特征间距最大化为标记设计原则,选择锥形诱饵的母线作为特征要素,解决测量距离变大(特征尺度变小)导致的特征信号信噪比低的问题。仿真测试结果验证了锥形诱饵标记的有效性。(2)针对直线特征的弹上实时检测问题,提出优选候选点的快速直线检测算法。算法利用间隔扫描及非极大值抑制优选候选点,大幅减少参与直线生长等操作的边缘点数量,有效降低直线生长的计算量;针对候选点离散化(优选导致)导致的无法直接生长成直线的问题,算法利用梯度方向一致性准则、NFA准则及通路准则组成联合匹配准则判断相邻候选点的共线性,快速搜索出同一直线上的所有候选点并生成完整直线。仿真测试表明,提出算法计算量小且直线检测率高。(3)针对诱饵位姿高精度解算的问题,提出基于直线点加权的高精度位姿解算算法。算法利用直线点直接建立目标函数解算位姿,而非常规地先拟合直线后基于直线解算位姿,消除直线拟合过程的误差;根据直线点到所属直线解析平面的距离(与直线点精度成反比)设计直线点的权重系数,通过给距离远的直线点赋予小的权重系数降低直线点误差影响,提高姿态解算精度及抗噪性。针对利用交于一点直线求解位姿时存在的位移向量有无穷解的问题,算法利用点线结合的方式计算位移向量的唯一解。仿真测试表明,提出算法位姿解算精度高于典型算法。(4)针对常规目标飞行位姿视觉测量中的图像处理问题,论文还研究了:(a)提出基于变量约束的高精度位姿解算算法,算法利用三维直线点、二维直线及摄像机光心间的共面关系(约束能力强)构建方程组,使直线特征信息得到充分利用;根据待求变量(向量)各分量之间的不变性约束关系,在待求变量解空间的多个维数上计算位姿参数,选择最优值作为解算结果,解决现有算法假定解空间维数为1导致算法精度低的问题;(b)提出基于变量约束的点线结合位姿解算算法,算法联合点特征与直线特征构建方程组解算目标位姿参数,提高算法对目标特征信息的利用率。仿真测试表明,两算法精度及稳定性均高于典型算法。