物体位置与姿态的测量在航空航天、汽车车轮定位等领域都有着重要的应用价值。单目视觉测量是指仅利用一台视觉传感器采集图像,对物体空间的位姿测量,该测量系统结构简单、标定步骤少,同时还避免了立体视觉中的视场小、立体匹配难的不足。本论文是在现有技术基础上,设计专用于物体位姿测量的平面靶标,开发完成一套单目视觉测量系统,具有结构简单、速度快、稳定性好等特点。具体展开工作如下: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,构建出单目视觉检测系统的数学模型,分析本系统的测量原理;3.设计一种基于标记圆的新型摄像机标定靶标,并提出一套相关图像处理算法,实验证明该靶标和图像处理算法稳定、可靠,能够实现摄像机内部参数的自动标定;4.在实验室条件下,设计一种红外光源,编写完整的传感器测量软件,建立了单目视觉检测系统,并进行原理验证和精度测量实验,实验证明该系统稳定可靠,为实现四轮定位打下了坚实的基础。5.根据现场实际情况,调整系统整体结构。并进行了大量测量实验,重复性精度可达8″,实验结果表明该系统稳定可靠。