物体位置与姿态的测量在航空航天仪表、汽车质量检测等工业领域有着要的应用价值。在物体位姿测量技术中,单目视觉测量由于具有非接触、结构简单、标定步骤少等优点而受到关注,同时该技术避免了多传感器测量中视场小,全局标定过程复杂等不足。本文在现有技术基础上,对基于点特征的单目视觉定位方法进行了研究。根据测量时使用的红外LED特征点的布局方式,研究构建了单目测量物体位姿的测量模型,并编写相应的测量软件,搭建了实验装置。具体开展的研究工作如下:1.分析单目视觉测量的意义和国内外研究现状,阐述本课题的研究价值;2.在对视觉检测理论深入研究的基础上,根据5点透视投影模型构建出单目视觉测量物体位姿的数学模型;3.为了验证测量模型的正确性,制作了一种使用红外LED作为特征点的定位靶标,研究了特征点的布局方式,并研究相关的图像处理算法,对比新型LED靶标与传统光刻靶标性能,证明了LED靶标的设计的合理性;4.编写了传感器测量软件,建立了单目视觉位姿检测实验装置。5.设计并进行了大量的实验,验证了测量模型的正确性。同时探求了该系统的测量范围,精度及稳定性,该测量系统的测量位移误差小于±0.05mm,测量角度误差小于±0.1°。