本发明公开了一种基于GPU测量物体运动姿态角的方法，包括：一、在被测物体上设标记点；二、对被测物体进行标定，得到标定数据；三、控制被测物体运动，使用工业相机持续采集被测物体的图像，将采集到的图像持续传送给图像采集卡；四、图像采集卡将图像传送给GPU处理器，由GPU处理器异步提取图像上的标记点，与标定数据进行匹配，并将匹配成功的标记点数据传送给主机；五、对标记点数据进行显示和存储，直至被测物体停止运动为止；六、由主机对所有标记点数据依次进行预处理、投影、拆分、拐点剔除、异常点剔除、均值操作，得到被测物体的运动姿态角。本发明能同步采集被测物体的图像，并能对采集的图像进行高速而有效的处理。