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针对弹丸修正中弹目间距难以测量问题，提出了一种适用于常规弹药的单目视觉测量弹目间距的方法。根据投射成像原理，推算二维目标像点坐标与目标的空间三维位置之间的映射关系。通过分析弹丸、摄像机以及大地坐标系之间的坐标转换关系，建立单目视觉测量弹目间距的数学模型。分析影响距离测量精度的影响因素，使用SQP 算法优化摄像机焦距，并基于LPV 方法设计非线性滤波器优化对测量结果进行优化。通过三轴转台建立弹丸视觉测量的半实物仿真试验，试验结果表明，利用单目视觉测量可以较为准确提供距离信息，利用LPV 方法优化后，能够将误差控制在±2％之内，精度明显提高，验证了测量方法的可行性和优化算法的有效性。