在异形插件机的视觉系统中,考虑电子元件趋于多样化、精细化以及PCB集成度越来越高,这对插件机等元件组装设备的精度要求不断提升。针对插件机视觉系统要求精度高、实时性高、系统结构空间狭小的特点以及目前在精度分析方面旋转视觉针脚位姿测量理论尚不完善的问题,为满足越来越精密化、快速化的要求,本文基于旋转立体视觉系统提出针脚位姿的两种重构方法,并根据搭建的数学模型对主要系统参数与结构参数进行误差分析,以解决异形元件自动插装精度的相关问题。考虑目前最小二乘拟合的常规拟合算法在面对高精度应用环境时无法满足精度要求的问题,本文对现有最小二乘拟合法进行了改进,提出基于加权的拟合法、相对位置约束法、多点映射平均法的针脚位姿拟合方法,并通过仿真及实验对提出的位姿估计优化算法进行验证。本文首先建立起基于针脚末端三维坐标视觉系统的从图像坐标系到世界坐标系的系统参数模型,根据旋转视觉原理推导出针脚位姿重构的代数重构法,出于便于理解及验证代数法的目的,在代数重构法基础上提出了等价双目视觉的三角重构法。在基于最小二乘拟合的针脚位姿估计方法的基础上,进一步提出了加权重构法、相对位置约束法（包括圆约束和夹角不变约束）以及多点映射平均法的高精度位姿估计算法。基于针脚重构模型,通过理论分析推导了旋转轴精度、像素分辨率、镜头焦距、旋转半径和针脚高度等旋转视觉关键部件与关键参数的精度对针脚位姿估算精度影响的定量分析方法,并通过仿真验证建立的误差分析模型,得到了视觉系统部分重要参数与针脚位姿估算精度的关系。通过分析成像不确定性与针脚位姿的关系,得到图像点误差与针脚位姿估算误差的三维图,借助于等价双目视觉的三角分析法,发现了在某些位置下针脚位姿测量精度发生异常的原因和规律;基于针脚位姿在不同位置下定位精度不一的问题,对采用加权重构的合理性加以验证,并得到基于两次取像重构下旋转视觉系统的最优初始角、旋转角的角度组合。采用组合分析方法,通过仿真分析对比单针脚多角度重构时基于圆约束的拟合方法与基于最小二乘拟合的传统方法在不同参数配置下的最大误差,得到了取像点数、分辨率、噪声等级等对精度的影响规律。在证实圆约束对精度提升有效性的基础上,通过仿真分析将夹角不变约束与圆约束组成相对位置约束的拟合方法,与基于平滑降噪原理提出的多点映射平均方法以及传统最小二乘拟合方法对比,证实本文提出方法能有效提高针脚位姿估计精度。最后搭建了旋转视觉定位精度实验平台,基于实际工况对本文的仿真结论及提出的针脚位姿估计算法的有效性做出验证。