人体头部姿态参数测量是涉及计算机视觉、人机交互、视线跟踪、疲劳检测等技术领域的一个研究课题,在理论和实际应用中具有重要的研究意义。本文针对头部姿态参数测量方法,在总结国内外研究现状的基础上提出了一种基于双目视觉的测量方法。本文在摄像机标定的基础上阐述了双目视觉系统实现参数测量的原理,给出了利用双目立体视觉的透视投影模型来完成头部位置参数和姿态角参数求解的方法：利用左右图像中像点的图像坐标及双目视差测距原理,来获取目标点的三维坐标,得到位置姿态参数X，Y,Z；利用旋转矩阵来求解转动的角度,获取头部姿态角参数roll, pitch, yaw。主要研究的重点有四部分：摄像机标定、双目视觉及立体匹配、人脸检测和人脸特征提取。文中分别对这些关键技术进行了介绍,并在每一章节后面进行了相应的实验。通过摄像机标定来得到摄像机的内外参数；利用构造的双目系统获得受试者左右图像,对图像进行立体匹配找到其中对应的特征点；人脸检测就是通过确定图像中人脸的位置来确定头部所在位置,文中采用是基于Adaboost算法的人脸检测方法；在人脸特征提取中,采用AAM(主动表观模型)来实现特征定位和匹配。AAM模型中包含了人脸形状模型和纹理模型,可以很好的完成面部特征的定位,然后采用反向组合方法完成所建模型和人脸目标图像之间的匹配。通过对检测得到的特征点及其在图像中对应点的坐标进行求解,完成受试者头部姿态参数测量,得到其头部位置姿态参数X,Y,Z和姿态角参数roll, pitch, yaw。