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为了实时测量非合作纹理运动目标相对位姿,提出一种单目视觉同步建模与位姿计算方法。选择具有良好特征共视关系与分布的模型帧,增量式恢复目标三维共视特征模型,实现非合作目标的合作化,并依靠运动预测模型实现基于特征跟踪的位姿计算。根据模型对应网格的拓扑关系估计目标表面未知区域特征三维信息,结合网格面法向场进行局部光束平差优化,同时利用闭环优化抑制尺度漂移,在减少特征模型恢复误差的同时提高位姿计算精度。实验结果表明,在非结构化环境中能够在线恢复目标三维信息,实现目标相对位姿准确计算,特征平均重投影误差小于1.