随着当今制造业加工工艺的不断提高，其对工业自动化检测要求也越来越高。视觉坐标测量是工业自动化检测的重要组成部分，已经在工业自动化测量检测领域得到了广泛的应用。由于微纳米制造工艺的发展，微纳米级视觉坐标测量便成为了视觉坐标测量发展的新方向，同时也成为近年来研究的热点和难点之一。本文以显微镜光学放大原理为基础，采用了一种由显微镜、图像采集系统及计算机相结合的微纳米视觉坐标测量系统。而后着重从系统的硬件影响因素分析、图像边缘检测和图像配准三大关键方面进行了讨论和研究，具体如下：　　 根据本系统测量原理及系统模型，分析得出获取图像质量、图像边缘检测算法及图像配准的准确与否直接影响着系统的测量精度。首先，根据系统的硬件结构特点，详细分析了影响硬件图像采集系统的各项影响因素，对物镜、光照方式、摄像机等的选取给出了指导性的建议。接着，针对拍取的显微视图具有边缘模糊化特征，在硬件环境无法改善的条件下，结合了模糊论知识，分别选取余弦函数和高斯函数为隶属度函数来近似成像模糊，将图像转换到模糊空间进行图像增强，而后逆变换回图像空间来完成边缘检测，进行边缘检测效果对比。此后，提出了一种视觉坐标测量的评价方法，针对显微镜视场小这一不足，以及获取微观图像具有较精细的纹理特征这一特征，使用了一种基于点映射互相关图像配准算法，并利用标尺对系统进行了严格的标定，最后使用标尺对不同放大倍数下的配准图的精度进行了计算与分析。　　 通过实验论证，对比其他经典边缘检测算子，文中使用的基于模糊论的图像边缘检测算法可以更好地检测到显微工件的边缘，其中选取余弦函数作为隶属函数的检测效果，具有良好的抗噪性能，更适宜于本测量系统的边缘检测。同时，经过数据计算与分析，基于点映射互相关图像算法的配准精度可以达到微米级。其使用光刻标尺对整个视觉坐标测量系统进行系统标定，定量分析图像配准的精度，为判断微小零件尺寸测量的正确性，探索了一种客观和定量的评价方法。