一种三维空间内组合相机标定装置及方法，包括有：矩形标定板、设于标定板上的标定模块及围绕标定板外围、于同一个圆的圆周上呈等弧对称布设的相机系统；将呈圆柱形设置的标定物置于由多相机系统构成的相机公共拍摄空间区，以多相机系统共面同步的方式对三维标定物进行同时拍摄；并对拍摄后的图像进行依次的激光线提取、点集聚类、椭圆拟合及矩阵匹配的运算，据此完成相机标定。本发明的一种三维空间内组合相机标定装置及方法，建立了一个高精度、高鲁棒性又高效的相机标定。