针对现有基于单目相机的三点式激光器视觉测量系统易受激光特征点的2D图像检测误差、相机畸变误差、图像中心点坐标误差以及焦距等影响,提出一种新的测距及位姿估计方法,使姿态角的求解仅与距离值、相机固定参数和激光器安装位置相关.首先,控制三个激光器在平行射出光的情况下,对单目相机进行内参标定,初步解算相机中心点的位姿坐标;然后,根据不同距离下相机的标定参数,使用迭代法求解误差最小的深度值;最后,调整顶部激光器向下倾斜y角,计算目标平面的偏航角和俯仰角.实验结果表明,在减少误差项影响的同时保证距离测量和姿态估计的准确度,在200 mm至600 mm之间的测距平均误差为0.65 mm,偏航角和俯仰角的误差均小于0.98°.