将绳牵引关联机构应用于低速风洞模型支撑是近年来提出的一种新概念。它具有传统机械支撑无法比拟的优势,不仅支撑对气流干扰小,而且可以实现飞行器模型的各种动态试验。风洞试验中,飞行器模型姿态是非常重要的参数。而在这种“软式”支撑中,飞行器模型悬挂在空中,必须建立一套独立有效的飞行器模型姿态测量系统。本文为此建立了单目视觉测量系统,对悬挂式飞行器模型姿态的单目视觉测量方法进行研究。本文的主要工作和成果如下所述。　　 首先,构建单目视觉姿态测量硬件系统。该系统主要由CMOS摄像机、定焦镜头、红外光源、红外滤镜、特征点反光片,标定板等组成,从系统硬件上降低图像噪声和干扰;对飞行器模型姿态测量方法进行了探索,经过对若干方案的反复实验,不断改进,最后在硬件平台上配合减小飞行器模型机身表面特征点面积、增加特征点数目、增大特征点间的跨距等措施,从客观上降低图像处理误差,提高提取特征点图形图像中心坐标参数的精度,从而既减小姿态测量解算的误差,又提高解算速度以适应动态测量的实时性要求。　　 其次,对飞行器模型的姿态解算算法进行了研究。通过摄像机标定确定摄像机内参和进行世界坐标系定姿;根据PnP问题理论,确定了模型机身上六个特征点的异面分布;利用摄像机成像模型,建立了特征点空间坐标与图像坐标之间的约束关系;构造关于位姿的目标优化函数,确定飞行器模型坐标系相对于摄像机坐标系的位姿,实现飞行器模型坐标系定姿;通过相对位姿转换解算出飞行器模型坐标系相对于世界坐标系的位姿,进而得到模型的三个姿态角。　　 最后,采用三轴转台对单目视觉姿态测量系统静、动特性进行了较全面的验证测试。验证实验表明,该系统具有较好的稳定性和较高的测量精度,并具有一定的动态实时性。在此基础上将该测量系统应用于绳牵引并联支撑系统对飞行器模型进行动态姿态测量实验。实验表明该测量系统对悬挂式飞行器模型姿态测量是可行、有效的。为提高飞行器模型六自由度运动控制精度打下了基础。