本文根据视觉检测技术具有大量程、非接触、测量速度快、系统柔性好、精度适中等特点，提出了视觉准直在线测量技术，用于解决大型零部件直线度(同轴度)等几何参数100％在线非接触准直测量这一技术难题。文中对视觉准直在线测量技术所涉及到的主要关键问题进行了深入研究，并建立了一套无缝钢管直线度准直测量实验装置，通过实验验证表明，视觉准直技术是解决大型零部件100％在线非接触准直测量的有效方法。本文主要研究内容可概括成以下几个方面： (1) 对视觉传感器中的摄像机小孔透视变换数学模型进行了系统的论述。对影响视觉传感器成像质量的镜头畸变进行了深入的分析，给出了视觉准直测量中常用的结构光视觉传感器的数学模型。 (2) 论述了准直测量系统空间坐标的计算步骤。对空间任意方向直线度的评定进行了系统的总结，给出了任意方向直线度的多种评定方法。 (3) 介绍了视觉传感器的标定方法与步骤，系统总结了摄像机模型参数标定方法，指出了各种标定方法适用范围、优点与存在的问题，重点论述了比较成熟的二种摄像机标定方法，即计算简单的直接线性变换法和最著名的径向准直约束标定法(两步法)。给出了几种常用的摄像机标定靶标形式，并指出了它们各自的优缺点。 (4) 系统地总结了准直测量系统全局标定方法，介绍了用经纬仪坐标测量系统建立视觉准直测量系统总体世界坐标系的方法，以及视觉准直测量系统中各个传感器坐标统一的方法。 (5) 论述了无缝钢管直线度在线视觉准直测量可行方案。利用线结构光视觉传感器建立了一套无缝钢管视觉准直测量实验装置，利用此装置对直经140mm、长度为1500mm的无缝钢管直线度进行了检测。实验结果标明该实验装置的测量精度高于0.1mm，充分证明了视觉准直在线测量技术的正确性与可行性。