随着技术的进步,产品向着微小、精密方向发展,微小零件的测量将会越来越多。由于微小零件要求精度之高、尺寸之小,则原有的接触式测量技术不再适用。机器视觉测量技术是将光电技术、计算机技术、测量技术结合在一起的一种非接触式测量技术,其符合了微小零件的测量需求。本文在万能工具显微镜的基础上构建了一套视觉测量系统,完成了该系统硬件的分析与选择,该系统主要用于二维微小零件尺寸的精密测量。通过对图像拼接算法的研究,该测量系统能够在视场较小的情况下完成较大的图像的测量;同时本测量系统能够完成直线与圆弧图元的分割问题,解决了零件测量中圆弧与直线相关参数的测量;对该系统运用精密的量块来实现该测量系统的标定问题,使得该测量系统能够完成高精度的尺寸测量。本文重点做了一下几个方面的工作:首先,完成视觉测量系统硬件的选择与搭建。其次是区域比较算法的研究与提出,实现两幅图像的拼接问题。再次是研究图元分割与图元拟合的算法,运用七点曲率法实现圆弧与直线的分割问题,并运用最小二乘法实现图元的拟合。最后利用精密量块来实现该测量系统的系统标定,并和万能工具显微镜的测量结果进行比对试验,结果表明该系统具有较高的测量精度。