介绍了利用数码相机作为图像传感器，在物体表面设置编码标志点，通过对编码标志点进行识别和检测，从而确定标志点的空间位置，实现了对物体表面某些特定点三维信息的无接触检测。介绍了其中的关键技术，如标志点的设计与检测、基础矩阵的求解、数码相机参数的标定以及内外参数的捆绑调整等，给出了检测实例并进行了精度验证。实验证明，该方法结构简单，成本低廉，数据采集快，移动方便，检测范围大，可满足三维物体特别是大面积物体空间检测的需求。

文中介绍的是一种逐层切除并同时精确测量物体内外部三维形状的光电检测技术，该技术主要应用于激光快速成型制造系统的逆工程测量中。

提出一种精确的结构光三维视觉测量系统标定算法.首先对系统内组件相机和投影仪进行亚像素和亚条纹级单独标定,在投影仪标定时,根据光学特性使用一种新颖的方法解决了系统标定的限制性条件:两组件标定时对标定物有严格的位置要求;另外,结合立体视觉标定技术,提出一种对系统结构进行强约束估计的系统标定方法,使用L-M优化算法调整各组件的内外参数,提高了系统整体的标定精度.试验结果表明了标定算法的鲁棒性和有效性.

特征在反求工程实体建模中具有重要的作用,在三维测量过程中实现特征捕捉,可保证实体建模的精度和效率.提出了基于格雷码投影的融合特征捕捉的光学三维测量方法,在测量过程中采集一幅无光栅图像,通过无光栅图像的边界检测与格雷码特征提取相结合,实现了三维测量与特征捕捉的融合.对典型工业零件进行了实验,在测量过程中实现特征的有效捕捉,保证了特征的识别和精确提取,测量效果良好,分辨力达到了0.1mm.该方法在反求工程中具有一定的实用价值.

从实际应用的角度出发，对现今光切法三维测量技术应用于逆工程领域中的测量速度与精度的统一、测量数据的完整性与正确性、测量数据的可视化等关键问题进行了论述，并结合实例给出了各自的改进方案．通过将软、硬件进行有效结合，在不影响精度的前提下有效地提高了速度；通过对称放置双CCD，保证了数据的完整和测量精度；采用由粗至精消除误差点的方法，保证了数据的正确性．实验结果表明，研究结果对工程应用具有实际指导意义．

针对线结构光多传感器三维轮廓测量系统中多传感器坐标系统一误差及线结构光带特征平面方程求解误差的校正问题,应用一种可进行特征点多分辨率提取的平面靶标,选择两传感器共同测量范围内部分特征点作为参考点,应用迭代求解最近临点算法,求解两标定坐标系精确统一的参数,实现多传感器测量系统中两坐标系统一误差的校正.提出了一种带参数的线结构光带图像特征点亚像素提取算法,通过参数设置改变线结构光带特征平面的位置,对线结构光带特征平面方程求解误差进行校正.实验结果表明,误差校正算法精度高、重复性好,确保测量系统可以获得复杂型面物体高精度的截面测量配准数据.

在三维立体视觉测量原理的基础上,建立了用于微波天线面形测量的三维视觉测量系统.分析了该测量系统优于其他测量系统的主要优点,给出了它的测量原理,介绍了系统组成及其功能,通过对微波天线的面形测量,验证其可行性.对空间点位进行多次重复测量表明:x,y方向的测量标准差优于0.1!mm,z方向的测量标准差优于0.18!mm,满足微波天线的面形测量要求.

针对一种MEMS三维微触觉测头，构建了基于Suss Microtec三维微定位器和PI压电陶瓷的动态测试装置，对测头的动态性能进行了表征．分别测试了测头在轴向和横向负载下对不同幅度低频振动信号的响应情况，研究了测量过程的短时重复性能．结果表明，压电陶瓷位移。电压曲线的非线性误差在轴向测量模式下小于0．102％，横向测量模式下小于0．507％

研究提出了一种基于数字微镜器件（digital micromirror device,DMD）的并行三维微-纳米轮廓测量方法。该方法将数字微镜器件与共焦测量方法相结合,用数字微镜器件及其控制器替代了传统共焦测量中的照明针孔和横向扫描机构,充分发挥DMD横向分辨率高,响应速度快,数字化以及便于计算机控制的优点,对传统共焦测量方法进行了结构上的改进,大大提高其扫描速度。一系列实验结果表明,数字微镜器件可以完全替代照明针孔,从而实现对样品表面快速,精确,大范围的三维测量。

提出了一种光纤投影器产生相移和频移的方法,给出了光纤投影器相移和频移特性的理论与实验相一致的结果。光纤投影器利用双光束干涉产生正弦调制的结构光场,通过在一路光中引入压电陶瓷PZT,调节PZT的驱动电压来改变双光纤中光波的光程差,从而使干涉条纹产生相移,得到相移随驱动电压的变化曲线;频移是采用移动光纤投影器到接收屏距离的方法来改变干涉光场的空间频率,给出了变频条纹的傅里叶频谱,得到干涉光场的相对空间频率,将其与理论值相比较,给出二者之间的线性关系曲线,从而证明了干涉光场相对空间频率与投影器到接收屏距离成反比的关系。