针对常见的圆孔目标检测，设计了一套基于机器视觉的尺寸测量系统。采用标准同心圆标定板进行标定，并针对一般圆拟合算法的不足，对该标定板图像建立了基于距离空间聚类的划分区域算法，对区域单独采用最小二乘拟合圆算法提取其图像特征。通过实验验证与计算机仿真计算，进行图像预处理、边缘检测以及圆度评价，精确测量出圆孔零件的尺寸信息。实验表明，该测量系统的测量误差小于0.2 mm，适用于一般圆形零件的非接触式检测。