随着大型轴承产品需求量的加大、品种的增多、精度的提高，带来轴承生产业的高速发展。目前，轴承行业多采用传统的人工检测方法无法控制轴承的加工质量，存在检测效率低、精度差、废品率高的问题，很难满足大型轴承检测的高精度要求。因此设计一种方便、高精度的大型轴承测量工具势在必行。视觉测量又称为数字近景摄影测量，是一种立体视觉测量技术，具有在线、实时三维测量的能力，尤其适合于三维空间点位、尺寸或大型工件轮廓的检测，本文的研究正是在此基础上进行。主要研究工作包括：1.对比分析传统的机械式测量法、光学电子测量法和现代光学测量法在大型轴承测量中的测量原理、应用范围、测量精度和优缺点，提出课题的主要研究内容和解决方法。2.研究光笔测量系统的组成结构及测量原理。3.分析N点透视投影问题的发展过程和数学模型，研究有唯一解的情形。求解验证三点共线透视投影特例问题解的唯一性，据此采用冗余结构建立本课题研究的光笔测量系统的实用模型，并求解验证其正确性及实用性。4.分析光笔发光点的成像特点，在基于VC++开发的配套光笔图像处理软件下，本论文提出图像预处理、图像去噪处理、图像分割处理、膨胀腐蚀处理、最小二乘法曲线拟合特征提取、重心法中心点坐标提取、基于Matlab的三维重建的图像处理流程，实验验证效果明显。5.根据开发的配套软件导出的数据结果，配合Matlab软件进行三维重建，较完美的拟合出圆柱的轮廓，准确计算出来待测轴承的直径。6.搭建实验系统，保持同一个待测轴承滚子固定，使用三坐标测量机、本课题研发的光笔测量系统和加拿大Creaform手持式光笔三坐标测量系统C-Track780三种测量方式，进行数据采集分析对比，实验验证本课题研究的实用性和可行性，为进一步深入研究提供了理论支持和实际依据。