随着信息科学的发展,计算机视觉在越来越多的行业得到广泛的应用,基于视觉的定位技术已成为该领域的研究热点。本文主要研究了基于单目视觉的目标定位技术,在提高视觉系统的鲁棒性,确定机器人位姿等方面进行深入研究,实现了目标的实时定位。本文研究内容包括以下几个方面:1)首先介绍了摄像机成像模型,详细分析了对极几何原理,针对定位中基本矩阵对定位精度的影响问题,提出一种新的基本矩阵迭代估计算法,结合RANSAC算法实现了基本矩阵的鲁棒性估计。2)分析了帧差法目标检测方法,重点研究了Mean-Shift跟踪算法,结合Kalman滤波预测目标位置,达到了最佳跟踪效果;对Harris角点缺乏尺度信息,KLT跟踪对于较大运动性能变差等缺陷,提出一种改进方法,将他们拓展到多尺度空间进行检测和跟踪。3)研究了不同应用环境下的两种单目视觉定位算法,重点介绍了共面POSIT算法,提出一种新的获取最佳位姿的POSIT求解方法;以机器人水下作业为应用背景,设计基于单幅图像的目标定位系统方案,给出了系统软硬件配置,以及详细的算法流程、实现步骤和实验验证。