目前视觉测量技术针对工业目标的六自由度测量，存在难以兼顾测量效率、精度与范围的问题。为此，本文提出了一种基于扫摆式多相机跟踪的六自由度测量方法，通过同站位不同角度多图像观测联合构成大尺寸坐标计算的冗余约束量，来实现高效率、高精度、大范围位姿测量。首先，提出相机旋转扫摆运动模型，快速估计相机位姿，并作为先验信息进行图像匹配与空间后方交会，得到精确相机位姿，进行空间前方交会；然后，提出了基于像点平差的位姿估计方法，直接利用物体移动前后的像点信息作为观测值，进行物体位姿的最优化估计。实验结果表明，测量效率提高了4倍，单点精度的最大误差不超过0.2 mm，姿态精度的最大误差不超过0.043°，证实提出方法能有效测量物体的六自由度位姿，一定程度上平衡了测量效率、精度与范围的矛盾。

为了适应生产线上不同摆放姿态下工件的视觉识别, 实现基于视觉的机器人工件定位及抓取, 构建了六自由度工件姿态变换模拟实验平台运动学模型及视觉系统模型, 通过坐标变换实现工件姿态参量的测量。建立了六自由度姿态变换实验平台坐标系, 通过3个滑动副、3个转动副, 构建了基于Denavit-Hartenberg（D-H）方法的六自由度姿态变换实验平台运动学模型, 并得到了D-H参量表、各个关节的变换矩阵及实验平台基座到末端的总变换矩阵。基于小孔成像原理, 构建了姿态变换实验平台视觉系统的内、外参量模型, 获得了工件表面点与图像点间的内参量关系矩阵及工件坐标系与相机坐标间的外关系矩阵。由激光环形光条图像, 得到工件表面在摄像机坐标系中的法向量, 并通过坐标系间的变换得到工件表面在世界坐标系中的法向量, 进而推算出工件的姿态参量。结果表明, 姿态参量的横滚角θ平均误差为0.373°, 俯仰角φ平均误差为0.253°, 偏转角ξ平均误差为0.673°。被测工件的姿态测量值与真实值基本吻合, 满足不同姿态下的工件视觉测量要求。