为了探讨弱透视投影应用于靶场远距离、小视场姿态测量的可行性, 以轴对称回转体目标为例, 充分利用透视成像信息及弱透视投影原理, 逆向推导了单站弱透视投影的姿态测量模型, 实际试验结果证明了弱透视投影在靶场姿态测量中的可行性, 在文中所述的试验环境下, 弱透视投影与透视投影之间误差不超过0.05°; 明确了在靶场远距离、小视场姿态测量环境下, 弱透视投影误差主要来源于作用距离; 推导了算法适用的极限作用距离。以上研究为靶场弱透视投影远距离、小视场姿态测量奠定了一定的理论基础。

为了准确获取空间目标跟踪、视觉导航等领域中目标的三维姿态,进行了目标三维姿态单目视觉测量方法研究.提取图像目标的典型特征点构造出直角三角形,并通过其边长比例先验信息以及弱透视成像模型推导出目标三维姿态的单目解算算法.与传统测姿方法相比,该算法在相机焦距等内参量未知条件下依然可解算姿态,增大了测姿应用范围；与传统迭代测姿方法相比,避免了循环迭代求解过程,无需设置迭代初值,提高了解算效率.数值仿真试验结果表明目标在离相机1~3 km成像时姿态测量误差低于1.5°；实际图像序列测量结果表明目标俯仰角和偏航角测量结果拟合残差小于1°,翻滚角拟合残差小于2°.实验验证了算法的正确性和稳定性,表明该算法在内参量未知条件下能有效测量中远距离成像目标三维姿态.

提出一种利用导引头图像信息进行飞机目标被动定位的方法。该方法以目标可预知的先验几何特征为基础，并基于摄像系统视场较小且目标距离远大于目标尺寸时，成像模型可用弱透视投影近似的事实，推导出借助特征直线估计目标距离的单目视觉算法。与传统的目标定位方法不同，该算法通过特征直线的成像尺寸以及相互夹角反映目标成像姿态的变化，使得目标定位算法不依赖于对目标姿态的估计，提高了不同的空间姿态下目标定位的准确性。实验结果表明，该算法能够在低信噪比情况下准确定位目标，且算法不受目标姿态的影响。