La visión por máquina se ha estudiado para medir las desviaciones de forma de las piezas de trabajo debido a su facilidad de automatización. Sin embargo, la precisión de la medición limita su amplia implementación en aplicaciones industriales. En este estudio, se presenta un método basado en visión por máquina para medir la rectitud, redondez y cilindricidad de una pieza de trabajo. Se proponen un algoritmo de búsqueda de línea subsumido y un algoritmo mejorado de optimización por enjambre de partículas para evaluar las desviaciones de rectitud y redondez de la pieza de trabajo. Además, se investiga un método de evaluación de imagen de la desviación de cilindricidad mediante el ajuste por mínimos cuadrados de las coordenadas del centro del círculo. Se desarrolla un sistema de adquisición de imágenes que incorpora corrección de imágenes y tecnología de posicionamiento de bordes subpíxel. El rendimiento del sistema desarrollado se evalúa en comparación con los resultados de medición del instrumento estándar de medición de cilindricidad. Las diferencias en la medición de rectitud, redondez y cilindricidad son -4.69 m, 3.87 m y 8.51 m, respectivamente. El método propuesto proporcionaría una solución industrial viable para la medición de desviaciones de forma de las piezas de trabajo.