在透视投影和坐标变换的基础上，建立测头成像视觉三坐标测量系统的数学模型；求解了共线、共面和空间三种点阵式测头构成的系统模型，以最简单的共线三点型点阵测头为例建立实测视觉坐标测量系统。实验结果证明系统模型的正确性。

介绍了目前视觉坐标测量系统中摄像机成像中心标定的一般方法，即变焦距法、径向准直约束法和直接光学法，比较了上述方法的优缺点。详细介绍了直接光学法的原理以及实际标定过程的步骤，并进行了实验验证。实验结果表明直接光学法具有精度高、重复性好等优点，采用的标定过程可行。