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随着航天航空技术的迅速发展,现代航空飞行器对其作战性能和续航能力提出了更高的要求,飞行器外挂物构件的携带能力与分离性能是其战斗性能的重要保障。飞行器飞行过程中外挂物与载机的不当分离会直接影响飞机作战性能甚至威胁载机的安全。风洞模拟分离实验是在飞行器设计中期获取相应数据的一种重要手段,在风洞中模拟飞行器外挂物实际投放过程并采用非接触设备测量获得投放模型分离后的位姿参数,从而为飞行器设计提供重要的理论数据。随着投放模型种类的增多,风洞实验任务的加重,现有的位姿测量手段难以满足大范围、高效率的风洞测量要求。因此,对风洞柔性位姿测量方法进行研究,对扩大风洞位姿测量的范围、提高测量系统的柔性和风洞试验效率具有重要的意义。本文在现有的单目视觉测量理论基础上,开展风洞柔性单目位姿测量系统的研究和开发,具体内容包括：(1)研究基于单目视觉测量原理的多维运动目标六维全参数位姿测量方法,针对目标滚转运动过程中标记点消隐的问题,提出了一种基于方向约束的模型表面标记特征识别方法,并且针对大视场内微小图像特征噪声干扰大、提取速度慢的问题,提出一种基于时空差叠法的图像预处理方法。结果表明：提出的单目位姿测量方法能够完成复杂运动目标的六维全参数位姿测量；(2)针对现有视觉测量方法在风洞试验中测量过程繁琐、仪器柔性化差的问题,研究风洞模型柔性化位姿测量方法,提出了基于投影矩阵参数化的单目视觉可变焦位姿测量方法和基于相机运动标定的摄像机运动基准转换方法。结果表明：所提出的位姿测量方法可实现测量系统无校准、免标定情况下的模型位姿准确、快速测量,提高了位姿测量系统的柔性：(3)为实现测量系统在测量过程中测量角度、测量范围等参数可调,搭建柔性化单目位姿测量系统,根据具体参数要求合理选择硬件,并设计控制系统完成硬件系统测量角度、测量范围的远程控制。结果表明：所搭建的位姿测量系统满足风洞模型柔性化测量的要求；(4)在实验室环境中对运动模型进行位姿测量,并且搭建精度验证实验平台对系统的测量精度进行验证。结果表明：副油箱模型在X和Y方向位移测量的平均偏差分别为0.38mm和0.15mm,俯仰和偏航角的测量平均偏差分别为0.36°和0.33°。