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提出了一种机器视觉中圆形特征的三维模型分析方法。通过最小化数据点与所拟合椭圆的代数距离平方和,在满足二次曲线为椭圆的约束条件下,利用拉格朗日乘子法求得椭圆的5个特征参数。通过分析圆形特征的透视成像模型与原理,利用闭式解求得具有已知半径的圆形特征的三维位置和方向。对一组在标定模板上相同大小的圆进行特征检测与模型分析后,实验结果表明本文方法是有效和精确的。