总结了国内外检测技术的发展及研究现状，提出了以CCD摄像方式来获取轴类零件检测信息的方法。对采集到的轴类零件图片进行图像处理，得到零件各处的特征信息，从而精确快速地检测出需要的轴类零件各个位置的几何尺寸和形位公差，判断出被测零件是否为合格产品。

研究了EUV波段CCD相机及其空间分辨率测试.EUV波段相机由荧光屏、MCP像管、光锥和可见光CCD构成,CCD像元大小为14 μm,像元数2 048×2 048.在北京同步辐射装置光束线软X射线光学实验束线站3W1B上,利用透射网栅法对相机进行了空间分辨率测试,结果显示这种结构的CCD相机在17.1 nm波长处,空间分辨率达到19 μm,相当于极限分辨率为26 lp/mm.

具有时间分辨能力的高能强流电子束束流参数测量需要高速的分幅相机，其幅间间隔时间要求达到10ns的水平，每幅曝光时间不大于5ns。针对这种难度较大的应用要求，结合快速电子技术、图像增强技术、光学分光技术等多门学科的成果，成功研制了一台可用于高能强流电子束束流参数的时间分辨测量的高速分幅相机，图像幅间间隔时间最快到达10ns，最小的曝光时间为3ns，一次可以拍摄8幅图像，图像分辨率为1376×1035，标准幅面可以达到中80mm，完全满足了目前的测量要求。

将CCD和光栅尺同时应用于布氏硬度压痕测量,试验证明：系统测量结果基本不受CCD对焦及照明光强变化的影响;测量准确度容易保证,重复性好,自动化程度及效率较高,同时大大缓解了布氏硬度测量中的视觉疲劳。

目前，利用光栅作为应变传感器测量材料应引引起的研究人员的兴趣，本文分析了衍射光栅法的基本测量原理，建立了一套相应的实验测试装置，该装置由光源，测试台，ＣＣＤ，计算机数据采集与处理等部分构成，利用该装置进行了不同载荷下单向拉伸平板中心圆孔附近应力应变分布实验，结果令人满意，由于借助ＣＣＤ和计算机进行数据采集与处理，可实现金属材料应变的实时显示与测量。

为了高精度地实现大量程的位移测量,采用传统激光三角法的测量原理,提出一种基于虚拟探测器的激光三角法来测量位移。该方法基于3个CCD分段测量的思想,将3个CCD互相独立且沿光轴均匀分布,以此扩大传统方法测量的范围。使用平面反射镜作为虚拟探测器进行探测,当成像光束经平面镜反射后在CCD上成像时,系统相当于增加了一个CCD,扩展了测量量程。由准直系统、偏振片、光阑组成准直滤光系统,缩小探测器光敏面上像点的直径,减小被测表面非理想光点对测量精度的影响,从而实现了较高精度下的大位移测量。最后通过实验验证了方法的可行性。

设计了微型靶标半自动装配系统的机械结构和微动机构，装配系统采用真空吸头固定微型靶标的半圆柱和靶球，采用步进电机控制精密丝杠带动平移台进行粗调与压电陶瓷微机械臂进行微调相结合的方式进行精密定位，并用CCD在线监测装配过程中靶标各部件的相对位置。实验证明系统的装配精度为2μm。

亚像素定位精度是影响图像测量精度的关键因素之一.提出一种改进的二次多项式插值法,将Canny边缘检测算子与3×3方向模板相结合确定边缘方向,再利用Sobel边缘检测算子计算边缘的亚像素位置,并推导了定位误差公式,使CCD的分辨率提高40倍.计算测量了滚珠螺母的滚道圆度、圆柱度、径向圆跳动及同轴度等形位误差,误差分别f1=0.013mm,f2=0.016mm,f3=0.022mm,f4=0.014mm.在测量滚珠螺母的滚道圆度误差时,提出了离散点非对称分布在圆周附近时圆度误差的最小区域评定方法.用简单的解析方法论述了算法的实现过程,只需进行数次循环计算即可准确求出最小区域宽度(圆度误差).消除了方法误差,减小了误废率,提高了测量精度.

为实现高速电容耦合器件（CCD）数字图像采集传榆，提出一种基于PXIE总线和CameraLink协议的高速图像采集系统设计方案。设计了CameraLink硬件接口电路，实现了视频数据信号的接口设计、控制信号的接12设计、串行通信信号接口设计；同时采用Xilinx公司的Virtex-5LX50T型FPGA作为PXIE传输控制器，并对IP核进行了开发，减少了外围电路设计难度。创新性地运用直接内存访问的工作方式对PXIE传输速度进行优化。实验结果表明，PXIE配置为8通道时，读取数据速率达到1504MB／s，写入速率达到了1490MB／s，可以满足高速CCD数据的传输要求。

基于彩色面阵CCD传感器设计的高速实时图像采集系统，以信号处理芯片CXD3172AR为核心，可实现输出标准PAL／NTSC格式的视频信号，具有自动白平衡、自动曝光、缺陷补偿等功能，并构建优化的模拟前端电路（包括相关双采样和自动增益控制）大幅度提高了采集数据的信噪比。根据DSP芯片具有参数化控制的特点，通过单片机实现与DSP的特殊通讯传输协议来配置DSP参数，并使用外部开关控制完成各种信号处理功能。通过仿真调试，该电路很好地实现了图像采集和控制功能。