视觉测量系统在先进工业生产制造中的广泛的应用使相关技术研究得到了快速发展。摄像机标定是视觉测量的重要环节，对系统诸多性能有重要影响。目前的摄像机标定多数是采取基于参数模型解算的方式，存在参数化方法的固有缺陷和应用局限，如参数相关性干扰、非参数性因素等，限制了视觉测量系统精度和适应性的进一步提高，难以满足现代化先进制造对高精度、大视场的需求。本文研究的非参数模型化标定方法，建立了空间标准角度-像面曲线数据的直接映射，突破了参数解析模型对标定效果的限制。通过研究非参数模型标定方法的实现方案，搭建了标定平台，实验验证了方法的可行性和良好的精度可控性，可有效改善大视场摄像机标定困难的现状。研究内容包括：分析参数模型标定方法的误差项、参数局限性；研究非参数模型标定方法的原理、技术方案；研究非参数模型标定方法的关键误差因素及其作用规律，得到需精密调整的参量，设计精密调整方式；搭建平台实现标定实验，并通过单目测角和双目测长实验验证系统能够达到的误差水平，对比参数模型标定方法和非参数模型标定方法的误差水平和适应性。实验数据证明了非参数模型标定方法可行，且在测量误差、稳定性和适应性上都优于参数模型标定方法，同时验证了标定技术的误差理论的正确性。本文的创新性研究主要包括：研究一种大视场摄像机非参数模型标定方法，设计技术方案；研究标定方法中包括算法误差、图像处理误差、机械调整误差在内的各误差项对测量结果的影响；搭建了标定平台，验证方法可行性和误差理论正确性，证明非参数模型标定方法可以有效改善大视场摄像机难以标定的现状，有广阔的应用前景。