目标的三维姿态参数是反映目标飞行状态的重要参数,目前在靶场测量中对空间目标的姿态测量主要分为两类,一类是利用目标内部的陀螺及电路组成的测量系统将测量的飞行数据传回地面,从而完成姿态测量,即所谓的遥测法;另一类则是通过光学摄影方式拍摄目标的序列图像,再利用图像处理的方法求解目标的飞行姿态,即所谓的姿态外测法。随着计算机技术和CCD器件的迅猛发展,外测法测量目标姿态将为靶场的飞行目标姿态测量提供一种非常好的辅助测量手段。本文提出了一种利用图像处理进行无人机姿态测量的系统及方法。该测量系统由摄像机、经纬仪、时间同步控制器和计算机终端组成,摄像机固定在经纬仪上,构成一个能够在俯仰角和方位角下拍摄图像的光测图像机构;经纬仪布置在飞机飞行轨迹的两侧;时间同步控制器提供一个时间同步控制信号控制不同摄像机在同一时刻对飞机进行实时拍摄;拍摄的图像和时间同步控制信号一同存储在计算机终端上,该测量方法利用图像处理技术中的边缘检测、阈值分割、霍夫变换、双目图像处理等手段重构出机身和机翼的空间向量,进一步通过机身和机翼的空间向量计算出无人机的俯仰角、偏航角和翻滚角;通过仿真试验证明本方法具有测量精度高,测量方案简单的优点,方法能够应用在无人机姿态的被动测量领域。