本發明公開了一種基于攝像機光線角度標定的三維坐標測量方法。首先,該方法以二維棋盤格參照物作為標定靶,測量得到外置光孔以及標靶上角點的坐標;而后,將由角點過光孔的光線投影于世界坐標系各平面,計算出此光線與攝像機光軸的夾角;接下來拍攝單幅圖像,由Harris角點檢測算法得到圖像坐標系下角點坐標,以像素為單位插值,根據針孔相機原理,可得到CCD靶面上各像素點過光孔的光線與光軸的夾角;最后,以此角度矩陣計算標定靶面上任意點的空間坐標。該方法對設備要求低,系統結構簡單,測量結果具有較高的精度,可以完成實時測量。