机载火控照相枪是战斗机上普遍采用的照相记录设备,是一种安装在飞机上(机翼、机头或座舱里)的小型电影摄影机。当按下射击按钮时,它与机枪(炮)协调工作或单独工作,对目标进行拍摄,以便检查作战或训练的效果。目前国内的战斗机上使用的大部分是传统的胶片式照相枪。由于胶片成本高不易保存和拍摄精度低等原因,胶片式照相枪已经不能满足现在部队飞行训练的要求。当飞行训练完毕,接下来要对照相枪采集的图像进行分析和判读。用胶片式的照相枪时,当飞行员飞行训练完毕后,一般有两种方法进行判读分析。一种时经验判读,一种是人工判读网。经验判读对一些近距离的射击效果和图像判断能起到很好的效果,但是要求飞行员的经验丰富,人工判读网相比于经验判读有一定的准确性,但是使用起来相对麻烦,要调整图片放大倍数,要根据不同的射击训练种类等进入相应的判读网,判读网使用的表格工具也很多,精度也不是太高。随着现在部队装备的不断改进,训练要求越来越高,改进传统的胶片照相枪和判读方式就显得非常必要。本论文采用数字化成像技术来记录飞行员射击过程,利用CMOS图像传感器作为成像芯片,使用FLASH闪存作为数据存储器,CPLD作为控制单元,从而可以替代传统胶片暗盒,然后通过USB把采集到的数据通过USB传输给上位机以便下一步分析处理。接下来通过对采集的图像进行图像分析和具体算法来计算飞机姿态角。首先,对拍下的目标图像通过一系列图像预处理技术提取出目标的精确边缘。确定出目标轮廓后,进一步提取出飞机目标的四个特征点,求出其关键点。然后利用针孔投影模型,研究了基于单幅图像测量飞机姿态角的方法,分析了其原理方法以及实现,利用已知的飞机实体参数信息和光学系统参数信息,通过对飞机成像特征点和特征直线的提取而计算出飞机的姿态角参数。并对这种姿态测量方法的误差进行了定量和定性分析,为我们进一步提高系统的精度以适应实际需要做了有益的探索。