为了消除由于照明光源的非均匀性、镜头渐晕及CCD传感器噪声对图像质量造成的不良影响，首先从理论上分析了线阵CCD固定模式噪声和像素光电响应非均匀性的数学模型和产生的原因；对像素光电响应非均匀性这一主要影响因素，根据其光电响应模型提出了CCD像素光电响应非均匀性的两点校正方法，即求解出各个像素光电响应不均匀性的校正因子和暗偏置量系数，进而用以计算各个像素的校正量，实现逐点校正；针对校正算法大数据量、实时计算的要求，设计了基于现场可编程逻辑门阵列FPGA快速实现校正算法的硬件处理结构。最后，通过仿真和实验表明，两点校正方法可以有效地减小CCD像素光电响应不均匀性的图像噪声，提高图像质量，以便做后续精确处理。

介绍了墙地砖平整度检测的基本原理，提出了一种基于高精度反射式激光位移传感器的墙地砖平整度在线检测系统的设计方案，给出了具体的软件与硬件实现方法，并对检测系统的性能进行了全面的验证试验。试验结果证明：检测速度可达25m／min，检测精度可达0．1mm，系统能够满足墙地砖平整度在线检测的需要。

介绍了一种高精度数字式水平仪测量系统的软硬件设计，该仪器采用差动变压器式传感器LVDT，MSP430F149单片机作为控制单元。给出了传感器标定及非线性补偿的方法。研究结果表明：该系统的测量范围为±400＂，分辨力达到0．1＂，线性度可达0．33％，可广泛应用于建筑、机械和地质等各种场合。

在广义声发射检测理论和盲信号处理理论相结合的基础上,在假设两泄漏信号统计独立及检测噪声与信号统计独立的前提下,提出了一种基于双谱的管道两点泄漏定位方法,该方法在理论上可定位已经存在或正在发生的泄漏事故.依据该模型,按照独立信号双谱的特性,建立了两检测系统输出的自双谱和互双谱组成的方程组,巧妙地利用双谱域中的两条直线上的双谱值,推导了两泄漏点的定位理论公式.在双谱估计中,采用直接法和Han-ning-Poisson组合二维窗估计了观测序列的双谱值.在实验基础上,验证了该公式的正确性及该方法在工程上的可行性.实验结果表明对于城市地下燃气管网,在0.01~0.09 MPa压力范围内,检测距离为28.6 m的情况下,定位绝对误差小于1.5 m.

研究了光笔系统的自标定原理及算法,建立了自标定数学模型,并进行大量的计算机仿真,确定了求解系统自标定最小二乘问题的有效算法。并通过计算机仿真计算分析了光笔上点光源的分布位置对光笔系统测量精度的影响。

提出一种非正交系统(俗称无机械导轨),利用位置敏感探测器PSD交汇成像实现三坐标测量,其测量头为一支带有点光源的笔,故称“光笔式无导轨三坐标测量系统”。文章阐述了该系统的结构设计理论及测量原理。

为了提高质谱仪熔样系统的熔样精度、效率和自动化程度，以惰性气体同位素质谱仪为实验对象，对熔样系统的智能化进行研究。完成了激光熔样系统中二维样品台的重新设计，石墨炉进样系统的自动化设计。设计了一系列控制子程序，并对视觉系统进行了标定。标定后的激光熔样系统有很高的精度，重复性误差为0．005mm。实验结果表明，改造后的熔样系统有很好的稳定性，提高了效率。

对二维视觉传感器和现有标定方法进行了简单介绍,建立了标定模型。基于模型介绍了标定调整方法,研制了光面位置测量仪,即利用了光电二极管对光强感应的原理。详细介绍了光面位置测量仪的结构,包括机械部分和电路部分,并进行了误差分析。此测量仪操作简单,克服了以往方法的复杂繁琐。经实验验证,测量仪的重复性误差达到1.03°,达到应用系统的要求。

分析了位置敏感探测器PSD特性对测量系统的影响.试验表明PSD的非线性误差可通过数学处理加以校正,环境温度漂移±0.1℃引起的PSD输出变化可以忽略.分析了背景光、光源强度、光源均匀性、光斑大小等对PSD定位特性的影响.

阐述一种全新的无导轨光笔式三坐标测量系统的光笔结构.采用工作冗余方式3/4[G]进行光笔系统冗余设计,使光笔系统具有一个冗余度以实现系统自标定和挡光自恢复.确定了求解系统自标定最小二乘问题的有效算法.点光源坐标误差为±0.1 mm时,光笔系统误差≤0.1 mm.采用不同调制频率光可以识别多个点光源.