本论文针对单目机器视觉的人体头颅捕捉技术进行研究，预期研究成果可为开发适合老年人的衣、食、住、行、医、文化娱乐等需要的康复辅具、服装服饰等老年用品用具，以及老年住宅、老年公寓等老年生活设施等，提供基础的、安全有效的技术支持。依据基于单目视觉头颅捕捉技术的任务要求及整体系统的技术指标，主要设计了基于单目视觉人体头颅定位捕捉系统的总体结构，确定了基于单目视觉定位系统的结构和机械手捕捉系统的结构。通过分析世界坐标系、平面坐标系、图像坐标系和摄像机坐标系之间的关系，建立了图像传感器的模型，通过参数计算和标定实验确定了图像传感器的焦距、主点坐标及其他参数矩阵。对采集的人体头颅图像利用加权平均值法将图像灰度化，通过均值法取阀值将图像二值化，空域法对图像进行增强，最后提取特征点，利用最小二乘法的拟合圆曲线求取人体头部的中心位置，实现人体头颅定位。通过对捕捉系统进行运动学和动力学分析和仿真，确定了机械系统的结构，对电机、电推杆、运动控制器等组成的捕捉系统进行了设计和选型。捕捉系统由伺服电机驱动整个捕捉系统旋转，电动推杆驱动帽壳上下运动，结合机器视觉对人体头颅的定位，系统自动将帽壳戴在坐姿人体的头上，实现人体头颅的捕捉。在软硬件设计的基础上，进行联机调试实验。实验结果表明，设计的定位系统能够快速准确的对人体头部进行实时定位。验证了基于单目视觉对头颅的定位捕捉系统设计的可行性。