微零件的姿态测量对微装配具有重要的作用. 但对于微球零件, 其姿态的精确测量存在困难, 影响了装配精度. 针对带有微孔的微球, 本文提出了一种基于单目显微视觉的微球姿态高精度测量方法. 设计了一种由粗到精的微孔检测算法, 实现了高精度的微孔定位. 通过对相机光轴方向的标定, 在相机运动后对微球图像坐标进行补偿, 提高了在相机坐标系下的微球定位精度. 通过对微球和微孔的精确定位, 计算出微球球心与微孔圆心的空间相对位置, 实现了相机坐标系下高精度的微球姿态测量. 同时, 根据标定出的相机坐标系与调整平台坐标系之间的旋转关系, 将微球姿态转换到调整平台坐标系. 实验结果表明,最大姿态测量误差0.3 度, 验证了本文方法的有效性.