论述了在端面跳动测量过程中,按照测量基准和实际基准之间的角度大小、方位(忽略二者之间的偏距)及被测端面测量数据所处的圆周半径修正测量基准对实际基准不重合误差的原理和方法,根据端面跳动测量原理,用空间解析几何理论推导出了测量基准对实际基准的误差修正公式,给出了该方法的软件流程图,并对这种方法进行了实验分析,从而验证了此修正方法的正确性和有效性.最后分析了影响此方法修正准确度的主要因素.

便携式关节臂柔性三坐标测量系统是一种新颖的基于旋转关节和转动臂的三坐标测量系统，以角度测量基准取代了长度测量基准，它具有量程大、体积小、重量轻、使用灵活，在线测量等优点。本文首先在关节臂测量系统的各个关节处建立复合球坐标系，然后确定了在复合球坐标系下各关节的轴线和零位，利用空间坐标系之间的转换关系，建立的数学模型较之以前的关节臂式测量机数学模型更为简单，并且通过几何作图法验证了新模型的正确性，为进一步研究系统的标定和误差补偿等提供了理论基础。

通过对传统的三坐标测量机进行改进,设计了基于视觉测量的光笔式三坐标测量机。系统包括3部分,即光笔、CCD相机和计算机,在每一部分上都装有无线模块。系统进行数学建模时,采用的是最简单的P3CP式模型。进行数据和控制命令的传输时,采用的是无线模块。无线模块中的主控芯片是nRF24E1,对模块中的接口和存储部分进行了设计,并给出了无线模块的最终电路图。利用3个无线模块将整个系统组成了一个无线网络设计。最后通过试验验证了系统的可行性。

介绍了智能坐标测量机的关键技术,包括CAD数据的识别和转化、测量策略的制定、面向测量工件的误差补偿和精度优化和防碰撞算法等.并指出智能化必将是坐标测量机发展的重要方向.

提出了一种跟踪测距式视觉坐标测量系统，主要由一架摄像机、一台激光测距仪、一台计算机和一支光笔组成。测量时，摄像机测量光笔上四个光反射点的方向，依据这些方向激光测距仪可跟踪捕捉到任一光反射点，并测量出某一光反射点到激光测距仪的距离，由测得的方向和距离系统可计算出光笔笔尖接触点的三维坐标。根据四点透视问题（P4P）原理建立了系统的数学模型，由于摄像机测得的距离参数的引入，使得该数学模型（P4P问题）可以线性求解，而且解具有唯一性，推导出了被测点三维坐标的求解公式。和单摄像机视觉坐标测量系统的比对实验结果表明，在Z,Y,X轴方向上的测量稳定性精度可分别提高0．366mm、0．031mm和0.011mm。

基于三坐标测量机的测量方式，针对圆柱蜗杆提出了一种补偿安装偏心所产生的系统误差算法。通过对坐标变换和最小二乘法等数学方法的运用，建立了蜗杆安装偏心的数学模型，并将待估的偏心参数写入到若干个非线性方程中。利用最小二乘的广义逆法求解方程，结果证明了该算法在解决此类问题时的有效性，同时仿真试验也给出了补偿算法的收敛特性和精确程度。

关节臂式柔性三坐标测量系统，是一种新颖坐标系测量系统，它具有量程大、体积小、重量轻、使用灵活等优点。论文首先基于Denavit-Hartenberg方法建立了关节臂式柔性三坐标测量系统的理想数学模型和误差模型，然后建立复合球坐标系，简化了误差模型，为进一步研究关节臂式坐标测量机的标定和误差奠定了理论基础。

在透视投影和坐标变换的基础上，建立测头成像视觉三坐标测量系统的数学模型；求解了共线、共面和空间三种点阵式测头构成的系统模型，以最简单的共线三点型点阵测头为例建立实测视觉坐标测量系统。实验结果证明系统模型的正确性。

为了克服传统的笛卡尔坐标测量系统的缺点,基于Denavit-Hartenberg方法建立多关节柔性三坐标测量系统的数学模型,提出了一种基于改进遗传算法标定技术,并通过采用改进多点交叉算子、自适应变异算子及两次最优保存策略,保证算法标定精度.在Faro Platinum 4 ft平台上,通过反转法验证标定算法精确性,为进一步提高系统精度奠定了理论基础.