MEMS（Micro-Electro Mechanical System）陀螺仪作为测量角速率传感器,被广泛应用于航空航天载具,智能车辆以及手机等智能设备的导航系统中。MEMS陀螺仪加工过程由于误差的存在,影响其测量精度,所以无法满足太空卫星、飞机等智能化设备高精度导航需求,而超短脉冲激光对MEMS结构修调是一种改善结构误差的有效方式。MEMS陀螺仪机械结构达到微纳尺度,若修调工艺由人工完成,难于精确刻蚀尺寸,最终导致修调精度差,修调效率低。针对上述问题,本文将图像处理技术引入MEMS陀螺仪机械结构激光修调过程中,对MEMS陀螺仪机械结构尺寸在微纳尺度下进行精确测量,进而提高微纳结构的修调精度和效率。本文主要研究内容如下:（1）测量系统相机标定。在显微视觉领域,通常采用相机标定算法获取相机参数,该算法利用镜头焦距计算相机参数,鲁棒性较差,导致得到的结果不够准确。针对这一问题,本文提出一种利用世界坐标系原点结合坐标轴点计算参数的新型相机标定算法,取代镜头焦距计算标定参数的方式,提升相机1像素的标定精度。（2）MEMS陀螺仪机械结构尺寸测量研究。论文采取滤波处理、阈值分割、边缘提取、直线检测来测量MEMS陀螺仪机械结构像素尺寸。对于图像滤波处理,针对传统双边滤波算法保存结构边缘信息不足,采用双边滤波的锐化边缘算法锐化结构边缘;对于图像阈值分割,针对全局阈值无法准确分割的问题,提出基于像素方差的阈值分割算法准确分割图像;对于图像边缘提取,针对结构边缘可能被杂质影响存在误差,提出基于边缘点曲率值的错误边缘修复算法,保证边缘准确性;对于图像直线检测,针对霍夫直线检测算法检测精度低、效率低,提出基于结构几何性的快速霍夫直线检测算法快速检测直线信息。本文分别对相机标定和尺寸测量设计实验,结合相机标定结果和尺寸测量算法结果计算MEMS陀螺仪机械结构真实尺寸,统计并分析实验结果,总结尺寸测量精度和误差。实验结果表明,本文算法测量精度约为1μm,满足修调系统要求。