智能化的无人救援装备,如搜救无人艇,有效地提高了海上救援能力,有望改变海上救援依靠英雄们“以命换命”的现状。但由于落水人员很少配备GPS等定位发射装置,且雷达对于小目标的跟踪非常困难,缺乏有效的定位数据这一瓶颈阻碍了无人艇的应用。双目立体视觉技术被广泛的应用于医疗、工业等多个领域,但很少有应用于船载海上目标定位的成功案例,原因在于用传统的双目视觉定位方法无法在船只晃动的情况下,保持目标在两个相机的公共视场内。本文提出了一种船载长基线双目视觉目标定位方法,将两个具有独立跟踪功能的相机安装在搜救母船的任意位置,在初始位置进行内外参数的标定,建立以云台角度为变量的动态外参数矩阵;测量过程中两个相机分别获取目标图像,通过转角数值将坐标系统转换到初始位置,实现空间坐标计算。论文搭建了一套基于自由云台的长基线双目立体视觉海上船载目标定位系统硬件,并开发了友好的人机交互界面,开展了目标识别、目标跟踪及双目测距等在海上应用场景的适用性改进研究。其中,在目标识别方面,建立了融合颜色（HSV）以及纹理（HOG）信息的背景分离建模算法,解决了广阔海面上的弱小目标识别问题;在目标跟踪方面,改进了Camshift跟踪算法,加入前置检测器,用N-expert与P-expert对跟踪结果进行复核校准,提高了不断变化场景下目标跟踪的稳定性;在双目测距方面,推导了动态外参数矩阵模型,并以测距验证了其精度。最后,系统进行了湖试与海试,湖试结果显示200m视距下测距精度≤2m,海试测试成功引导了无人艇驱近救援目标,验证了系统的可行性。