编码靶标被广泛应用于视觉测量中,如视觉摄影测量中应用编码靶标可实现多角度拍摄图像的精确匹配,靶标成像式位姿测量系统若采用编码靶标可减小成像视场,实现高精度测量。编码靶标的设计以及快速精确匹配对视觉测量技术的发展具有现实意义,在多个领域有广泛应用,如机器人运动控制系统、大范围高精度检测系统及大尺寸物体三维表面检测等。本文提出了一种全息性编码靶标方案,该编码靶标应用于位姿测量可提高测量范围和测量精度。并对目前解码方法中仿射变换对相对成像面大角度成像不能正确解码的问题,提出了一种图像逆投影校正匹配的解码算法。该解码方法,还可应用于摄影测量中的编码靶标解码匹配,不受编码规则限制,可有效提高解码正确率。具体完成的研究工作如下:1.分析位姿测量现状,提出利用编码靶标改进测量;针对编码靶标研究现状,进行编码靶标设计和解码,具有现实意义。2.设计了一种具有全息特性的平面编码靶标,由局部编码即可获得该部分在靶标上的位置及靶标整体状态;只需3个基元就能通过编码组合实现全息特性,只要获取多于4个编码单元的图像即可实现解码和测量。在靶标中还加入了方位特性,大大降低了解码难度。3.针对编码靶标的解码匹配问题,提出旋转参数和平移参数分离的想法,设计出基于靶标图像逆投影校正和相关匹配相结合的解码算法,采用透视变换,将靶标图像重建到三维空间中,对其进行旋转校正后再投影到原像面中,解决了仿射变换对相对成像面大角度成像不能正确解码的问题。4.运用图像匹配来校正平移参数时,本文改进了相关匹配算法,不用在图像中逐个像素进行搜寻,只需搜寻编码靶标上的标志点,大大提高匹配效率,缩短了匹配时间。5.实验表明,在匹配范围上,仿射变换校正的极限只有15°,本文提出的基于图像逆投影校正的极限能达到60°;在匹配时间上,普通匹配算法的匹配间平均为2.1s,本文改进的匹配搜寻方法的匹配间平均为0.4s。