本发明涉及一种基于轮廓点混合特征匹配的空间目标姿态估计方法，属于数字图像处理技术领域。本发明在三维模型先验的基础上，充分利用投影图像轮廓中所包含的数据信息，利用混合特征匹配建立从输入图像到目标三维模型的2D‑3D特征对应关系，并通过迭代的方式同步完成特征对应关系的确定和目标三维姿态参数的估计。通过构造轮廓点的混合特征向量并调整位置分量与曲率分量的权重系数，更准确地反映特征空间的结构，从而提高了算法的适用范围，即便初始姿态与真实姿态相差较大，算法依然具有较高的精确性；对投影图像轮廓点进行筛选，减小计算复杂度，执行速度较快，具有较高的效率，能够满足实时性要求。