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针对平面目标的姿态测量问题,提出了一种基于单目视觉的测量方法,设计了仿真试验系统并对其进行了验证。基于张正友标定方法对摄像机进行标定;利用单应性条件求解外参矩阵,并结合Givens方法对外参矩阵进行分解,求得姿态角;基于靶标实际运动过程及摄影成像原理开发了一套仿真平台。仿真试验结果表明:所提方法平均仿真测量精度可达0.05°,理论精度可达0.000 02°。