发动机喷管姿态的图象处理对控制飞行器运行姿态、提高目标命中精度等具有重要的意义。应用基于离散特征点的立体视觉测量系统对火箭发动机地面试车过程中喷管的三维运动参数进行测量是一种新的测试技术。然而喷管运动视觉测量系统的校准问题仍未解决，这一问题是关系该测量系统正确运行和量值溯源的关键问题。　　课题“喷管运动视觉测量系统的校准技术”的研究目的就是研制一种可以提供喷管摆心、摆角等运动参数基准值的校准装置，并利用该装置探讨研究一种可以直接获取视觉测量系统对喷管运动参数动态测量误差的校准技术，以解决喷管运动视觉测量系统的校准问题。本课题的研究将对完善和改进喷管运动视觉测量系统产生重要的推动作用，并为其它视觉测量系统对特定目标运动的测量误差校准问题提供了一种可借鉴的技术途径。　　首先为了提供一套时变的运动量值基准应用于喷管运动视觉测量系统的校准，提出并研制了一种新型的基于双轴摇摆和直线运动组合机构的校准装置。其实际上是一部高精度的火箭喷管运动仿真平台，可作为运动基准器给定火箭喷管的摆心、摆角、摆动角速度、角加速度等运动参数基准值。针对运动校准装置的研制，提出了总体方案和技术指标；并从机械结构的谐振分析、转动惯量分析、关键元件选型计算等方面进行了研究；建立了摇摆台框架的动力学模型，电机和驱动系统模型，以及运动伺服系统模型，提出了控制系统的总体构成以及复合控制策略。校准装置的研制解决了喷管运动视觉测量系统有效溯源到长度、角度和时间基准的关键问题。　　针对校准装置自身误差的分析和测试问题，基于多体系统运动学理论，根据装置的结构和运动特征，建立了摆角误差（轴线指向误差）和摆心误差模型，为校准装置的精度设计提供了理论依据。通过仿真分析了摆角误差和摆心误差在运动空间内的分布，以及二者对各单项几何误差的灵敏度，指出了轴系间的相交度误差和垂直度误差分别对摆心误差和摆角误差影响最大。基于单项几何误差的测量数据对摆心基准和摆角基准的测量不确定度进行了评定，结果表明摆角基准的合成标准不确定度为11.7″，摆心基准的合成标准不确定度为17.3μm，满足指标要求。　　基于研制的校准装置，提出了一种针对喷管运动视觉测量系统的校准方法。该方法通过校准装置提供给模拟喷管两次不同轴的摆动推导出视觉运动测量系统的世界坐标系与校准装置初始坐标系（喷管摆角坐标系）之间的位姿关系，求解出二者的位姿矩阵和平移向量后，在视觉运动测量系统中建立了喷管的摆角坐标系，以此确立了喷管运动参数基准值与视觉测量系统的测量值在空间上的对应关系；接着通过时间同步系统向校准装置和视觉运动测量系统发送同步时间基准信号和同步触发信号，将二者的采样时间同步，确立了基准值与测量值在采样时间上的对应关系；在此基础上提出了喷管摆角、摆心、角速度、角加速度测量误差的具体算法，从而直接获得了喷管运动参数的动态测量误差。该校准方法为实现喷管运动视觉测量系统的校准奠定了理论基础。　　最后进行了校准实验，分别校准了视觉测量系统对喷管在±12°运动空间内的摆心、摆角、角速度、角加速度运动参数的测量误差。验证了校准方法的有效性。实验结果表明，摆心和摆角测量值的系统误差最大值出现在±12°运动空间的边缘，零位附近系统误差最小。摆心测量误差的合成标准不确定度为0.036mm，摆角测量误差的合成标准不确定度为0.0034o。摆动角速度测量误差的合成标准不确定度为0.042o/s，角加速度测量误差的合成标准不确定度为0.22o/s2。