本发明公开了一种基于物理解耦的机器视觉六自由度测量方法，该测量方法包括：在被测物体上放置一个投点器，该投点器能发出三束互相垂直的激光；用一投影幕呈接三束激光，实现三束激光的空间运动到三个激光点的平面运动的转换；通过相机实现运动图像的采集；对序列图像进行图像处理后获得三个激光点的平面坐标；根据三束激光的空间位置关系，以及球的性质，建立数学解耦模型；将三个激光点的平面坐标信息带入模型，可解算得到目标物体的六自由度信息。相较于现有的六自由度测量方法，该方法通过对空间运动测量到平面运动测量的转化，简化了六自由度测量的计算过程，实现目标物体六自由度运动信息的实时测量，且该方法具有较高的测量准确度。