介绍了当代仿生计量学的新领域－视觉坐标测量机，并描述了各类视觉坐标测量机的特点、测量原理、应用领域、可以达到的测量准确度和发展前景。

将基于实数编码的遗传算法应用于平面度的评定.根据尺寸和公差的数学定义,建立完全符合最小区域条件的平面度评定的数学模型,并在此基础上给出遗传算法的适应度函数.随后详细地介绍了算法的实现步骤,在基于实数编码的基础上,遗传选择操作采用一种正比选择策略--转轮法,遗传交叉操作采用简单算术交叉法,而遗传变异操作是随机均匀实数变异操作.最后对文献[5]的实验数据进行了评定,仿真结果表明该算法不仅合理,而且效率高、精度高,优于其它算法.

介绍了并联坐标测量机的优点及所设计的并联六坐标测量机.分析了影响工作空间的主要因素,推导出并联杆长度、运动副转角、并联杆干涉和结构限制等的约束条件.采用一维搜索的方法确定出工作空间的边界,并推导出其体积公式.

介绍了目前视觉坐标测量系统中摄像机成像中心标定的一般方法，即变焦距法、径向准直约束法和直接光学法，比较了上述方法的优缺点。详细介绍了直接光学法的原理以及实际标定过程的步骤，并进行了实验验证。实验结果表明直接光学法具有精度高、重复性好等优点，采用的标定过程可行。

基于光学测头特征点成像的单机视觉坐标测量系统具有测量空间大、测量精度高及可进行现场测量等优点，是替代传统的大型坐标测量机的最有发展前途的技术方案之一．为实现该测量方法，必须先解决光学测头姿态估计问题，为此，提取一种利用SVD与矢量观测值的姿态确定方法．首先，通过基于SVD的5点优化算法确定特征点的空间坐标；然后，利用特征点的测头坐标和空间坐标建立关于测头坐标矢量、像机坐标矢量的矩阵方程，优化求解矩阵方程确定光学测头（测头坐标系）相对于像机坐标系的姿态．该算法利用所有数据冗余信息，提高了测量系统的精度和稳定性．实验证明，该算法切实可行，系统的单点重复性及测量不确定度〈0．1mm．

为深入研究并联坐标测量机的工作空间、控制算法和测量精度等,必须对其进行机构位置分析.建立和求解测量空间模型和测量模型是位置分析基本任务,是一项核心技术.为降低测量模型建立和求解的难度,设计了演化Stewart型的并联六坐标测量机,介绍了其特点.建立了所设计并联六坐标测量机位置分析的坐标系,采用矢量分析法和等效机构法,分别获得了测量空间模型和测量模型.利用Matlab语言编制程序,得到了不同初始条件下两种模型的数值解,通过计算机仿真验证了两种模型的正确性.测量空间模型和测量模型的研究为并联六坐标测量机的性能分析提供了依据.

从现代制造技术的发展和特点出发，分析了当今坐标测量设计和使用中存在的一些问题，提出了发展虚拟坐标测量机的必要性。文章给出了虚拟坐标测量机的定义，并描述了其主要特征，揭示了其作为在计算机环境下构造的用坐标测量机快速设计和运行过程三维仿真的现代工程软件的内涵。

建立和求解并联坐标测量机的测量模型是并联机构位置分析的正解问题,是其工作空间、控制算法和测量精度等研究的基础.为降低建立和求解测量模型的难度,设计了演化Stewart平台型的并联六坐标测量机,介绍了其特点.建立了推导测量模型的坐标系,按空间并联机构理论,采用等效机构法获得了测量模型的解析解.利用Matlab语言编制程序求解测量模型,得到了不同初始条件下测量模型的数值解.通过位置反解检验仿真结果,证明了测量模型的正确性.

并联运动机构具有结构刚性大、运动速度高、误差不叠加等独特特性,因而若将其应用于坐标测量机中,将有可能使坐标测量机的测量精度及测量效率等综合性能得到很大程度的改善.本文首先介绍了一种基于并联运动机构的新型坐标测量机的结构、特点及工作原理,然后建立了该坐标测量机的测量模型,最后,在Windows98(Windows NT)开发环境下,通过VC++ 6.0 调用OpenGL 图形库中的图形函数,对该坐标测量机的虚拟原型进行了参数化三维建模与仿真,从而为真实样机的制作奠定了基础.

网络制造要求测量系统和设备具有高度柔性，可以实现与系统内外进行数据通讯与信息集成，传统笛卡尔坐标机不可移动的安装使其在网络制造中的使用受到限制，多关节测量机具有体积小，可便携的特点，成为网络制造中潜在的主要测量设备，本文提出了可便携基于CORBA多关节测量机的新概念，通过研究基于CORBA（Common Object Request Broker Architecture)的DMIS（Dimensional Measure-ment Interface Standard)接口，并把DMIS接口与传统的多关节测量机系统相结合，形成面向网络制造的多关节测量机系统，为在网络制造模式下坐标机的集成和通讯问题进行了初步研究和探索。