近年来,运动目标检测定位技术在国防、武器试验测试、科学研究、无人机目标跟踪和交通监控车辆定位等领域得到了广泛应用。不同于其它领域运动目标检测定位的应用,由于武器试验靶场环境的复杂性和多目标弹丸空间分布的特殊性等因素,使得目标检测定位异常困难。为了满足武器试验靶场多目标弹丸实时精确定位的需求,本文开展基于视觉的测试和追踪技术研究。采用双站摄像机采集多目标图像序列,根据目标检测与多目标跟踪技术,结合对极几何匹配算法,实现靶场复杂环境下多目标弹丸的精确跟踪定位。本文主要研究内容如下:（1）弹丸多目标定位系统总体方案设计。介绍了测试系统的组成和功能,完成了摄像机和镜头的选型,建立了多目标空间位置测量模型,研究了摄像机安装位置的布设,目标检测,以及多目标追踪定位和立体匹配等设计方法。（2）空间多目标检测算法研究。针对野外靶场试验中环境复杂问题,基于可视化背景建模（Vi Be）目标检测算法,提出了一种Vi Be改进算法。根据背景的复杂度调整分割阈值,实时更新背景模型并实现了前景目标的准确分割。通过判断前景区域与运动区域间边缘梯度特征模型的相似度,消除了虚警目标。实验结果表明,该算法对复杂环境因素具有较强的鲁棒性,提高了前景目标检测的完整性和精度,适用于动态目标的外场试验环境。（3）空间多目标追踪定位与立体匹配算法研究。针对多目标弹丸在空间分布的特殊性,以及弹丸间爆炸时间有差异使得同一个目标可能被重复标记,采用了一种基于时空特征的多目标跟踪定位算法,算法的原理是根据多目标弹丸分布特征,基于目标帧元胞组,建立相邻帧间多目标时空特征信息关联,实现多目标的跟踪定位。实验结果表明,本文跟踪算法可以有效解决目标间的重叠遮挡,以及目标新生和原有目标消失等问题,实现了多目标的准确跟踪。最后分析研究常用的立体匹配识别算法的优缺点,依据弹丸成像特点,选择对极几何算法实现了左右视图多目标之间的正确匹配。（4）通过搭建实验测试平台,设计模拟多目标弹丸运动实验,验证本文定位算法的有效性。实验结果表明本文提出的测量方案可以实现多目标空间位置的精确测量,定位精度优于10mm,满足多弹丸目标定位的需求,且对环境的适应能力较强。