计算机视觉测量技术是一种新的仿生测量技术，模拟人眼功能，利用摄像机采集被测目标图像，通过图像处理技术对摄像机采集的图像进行处理，获取测量信息，实现对被测目标测量的目的。计算机视觉测量技术已广泛应用于现代化工业生产中各种工件加工、装配过程中三维尺寸检测及工装夹具定位等领域。通过对已有检测方法的深入研究，分析实际生产过程中检测技术的特殊需求，本文对基于光学特征点成像的视觉坐标测量技术进行了研究，以期解决工业生产中的三维尺寸精密在线检测问题。视觉测量技术是通过对被测目标图像的分析实现测量，系统采用摄像机作为目标图像采集装置。被测目标成像过程造成深度信息的缺失，系统采用光学测头上的位置关系已知的5个光学特征点作为实际成像目标，利用光学特征点间的约束关系恢复成像过程中丢失的深度信息。系统利用光学测头上的任意两个光学特征点与摄像机的像点构成三角约束关系，通过三角余弦定理建立系统测量模型，通过最小二乘优化求解方法计算光学特征点的空间坐标。在已知光学特征点在摄像机坐标系即空间坐标系和测头坐标系下的坐标，通过空间位姿优化算法，确定摄像机坐标系与测头坐标系间的变换关系，利用测尖在测头坐标系下的坐标计算其在摄像机坐标系下的坐标，即被测点的空间坐标，实现测量目的。系统通过对光学特征点成像坐标的分析确定被测点的空间位置，因此光学特征点的像面坐标位置精度直接影响系统的测量精度。系统根据光学特征点——红外发光二极管的图像灰度分布符合高斯函数特性，通过高斯拟合定位算法确定光学特征点的成像中心，通过分形算法增加有效计算点个数，提高定位算法的定位精度，从而提高整个系统的测量精度。最后，通过实验验证本文提出的测量方法的可行性和测量精度。系统通过单点重复性验证系统的稳定性，单点重复性的测量标准差为x0.011mm， y0.013mm， z0.021mm。通过对已标定的量块长度测量验证系统的测量精度，5组长度测量的标准差都在0.045mm以内。实验结果表明，本文提出的测量方法切实可行，具有较好的测量精度，能够满足一些工业场合中对三维尺寸精确测量的需求。