针对传统视觉测量系统受相机分辨率及视场限制,不能兼顾测量空间及测量精度的问题,本文基于多视图几何约束原理,研究了一种现场条件下的大尺寸视觉测量技术。通过手持单个数码相机从不同方位对被测物体进行自由拍摄,求解粘贴于被测物体表面的标记点(包括编码点与非编码点)的三维坐标。该技术操作灵活方便,自动化程度高,可在较大的测量空间内维持较高的全局测量精度。本文从原理分析及实验验证两方面对该测量技术进行了研究,主要工作如下：1.建立了数码相机的数学模型。分析了标记点的投影过程,建立了标记点空间位置与像面投影的数学关系,包含描述透视投影的线性模型以及描述镜头畸变的非线性模型。2. 实现了标记点的提取及编码点的识别。根据标记点的成像特点,提出了六点法,实现了标记点的高效提取：通过分析编码点的仿射变换不变性,提出了等分椭圆内切圆法,实现了编码点的鲁棒识别。3.建立了各视图之间的转换关系。分析了对级几何原理,通过估计并分解本质矩阵E的方式求解公共编码点个数最多的两视图之间的转换关系,并对公共编码点进行三维重建。以两视图公共编码点重建结果为定位基准,通过线性求解的方式求解其余视图与定位基准之间的转换关系,采用多视图三维重建的方法更新定位基准中现有编码点的三维坐标及向定位基准中加入新编码点的三维坐标,直至建立各视图之间的转换关系并求出所有编码点的三维坐标。4.实现了非编码点的立体匹配。在各视图转换关系已知的前提下,通过多视图极线约束实现了非编码点的立体匹配,并采用多视图三维重建的方法求出所有非编码点的三维坐标。5.完成了测量系统的参数优化。在求解过程中,数码相机的内参数初值采用标称值,将其与求得的各视图转换关系及标记点三维坐标作为待优化参数,采用Levenberg-Marquardt (LM)优化算法进行全局优化,得到各参数的最终结果。