针对隧道施工中双护盾硬岩隧道掘进机位姿的精密测量需求，设计了一种组合式位姿测量系统。系统把单目视觉和激光标靶相结合，在利用激光标靶和全站仪完成掘进机后盾体位姿测量基础上，通过所设计的光学特征点空间分布模型，实现特征点的准确识别，根据特征点之间已知的几何约束关系和摄像机的透视投影模型，进行实时的图像处理和位姿解算，实现掘进机前盾体相对后盾体位姿的非接触式测量。系统建立了光学特征点、智能视觉传感器、激光标靶和全站仪之间的坐标转换关系，搭建了模拟双护盾硬岩隧道掘进机位姿变化的实验平台，并利用全站仪进行