针对挖掘机机器人化作业控制系统中,测量操作臂姿态的旋转编码器等接触式传感器易因碰撞而损坏,传统的非接触式测量系统测量范围小,响应速度慢等不足,建立了一种挖掘机操作臂姿态非接触式实时测量系统。该系统基于机器视觉和三组人工靶标,操作臂的姿态用人工靶标中的三个X角点所在直线方向表示,并以此为基础,提出X角点分组跟踪策略,将各组靶标中X角点的检测范围限定在某一特定矩形区域内,应用X角点的间距作为约束条件完成人工靶标图像识别,实时计算得到操作臂姿态参数。动态测量试验表明：动臂和铲斗姿态测量误差分别在±0.5°、±1°内;X角点分组跟踪策略缩减了80%的图像检测面积,测量平均耗时仅63ms/帧,满足挖掘机实时控制要求。