대형 부재의 6자유도 변위 추정 시스템에 의해 수행되는 대형 부재의 6자유도 변위 추정 방법이 개시된다. 대형 부재의 6자유도 변위 추정 방법은 제1 부재에 배치되는 미리 설정된 특징점을 갖는 복수의 마커들 중 대응하는 마커를 제2 부재에 배치되는 복수의 카메라들에서 촬영하여 측정 이미지를 각각 생성하는 단계; 상기 복수의 카메라들 각각이 생성하는 측정 이미지에 포함되는 마커 이미지의 특징점을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 마커 이미지의 특징점을 기초로 MCL(Monte Carlo Localization) 기법을 적용하여 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재 사이의 상대변위를 추정하는 단계를 포함한다.