目前，机器视觉系统大都使用视场角仅有40°到50°的常规镜头，只能获取有限的局部信息而存在较大的视觉盲区，从而限制了视觉系统的应用范围。针对上述问题，本文将具有大视场以及边缘成像质量高等特点的球面复眼结构引入到图像测量领域，研究了多视角图像测量系统的设计方案以及基于多视角图像的图像测量方法。首先，对计算机视觉技术以及图像测量技术的相关理论进行了说明，阐述了相关技术发展历史、状况以及趋势。通过比较球面复眼与传统曲面复眼的成像性能，在此基础上设计了一种多视角图像测量系统的设计方案，通过多个摄像头和旋转摄像机两种方法对该方案进行模拟得到两个基于球面九复眼结构的图像测量系统，并对系统组成的各部分进行了分析。其次，模仿昆虫复眼的视觉机理，提出了一种基于球面九复眼的多视角图像测量系统中的全景图拼接算法，该算法完全自动地实现了对多视角图像序列的无缝拼接，并在多个方向都增大了视场，弥补了传统宽屏幕全景图的不足。此外，提出了多视角图像测量算法，在多视角图像匹配以及摄像机的自标定技术的基础上，利用摄像机的内外参数和多视角图像测量方法完成特征点的空间位置和物体尺寸的快速测量。最后，使用文中提出的多视角图像测量算法，利用两个基于球面九复眼的多视角图像测量系统对某栋建筑物进行了图像测量实验，并进行了误差分析。实验表明，两组测量结果误差都在2%以内，该方法应用于大视场测量，在速度以及智能化方面都具有优越性。