自动聚焦技术在红外热像仪监控领域有着非常重要的作用。目前业内红外自动聚焦技术存在聚焦成功率低、架构复杂、聚焦速度慢等状况，为此提出了一种基于 FPGA的红外镜头自动聚焦技术，采用单 FPGA实现了红外图像处理显示和自动聚焦的功能。鉴于红外图像普遍存在竖条纹噪声和随机噪声等特点，本文在实现聚焦过程中对红外清晰度评价算法和爬山算法做了改进和优化。实验结果表明本文提出的算法和实现方式能够很好地实现红外镜头的自动聚焦，同时具备集成度高、聚焦速度快、成功率高等特点，有比较广泛的应用前景。

相位—高度映射系统标定对相位测量轮廓术三维重建与检测的精度起到决定性的作用, 主要研究拟合阶次对基于多项式拟合的相位—高度映射系统标定精度的影响。通过1~6阶次的多项式拟合标定和三维高度重建, 发现拟合阶次为1~4时可以取得较好的高度重建精度(绝对误差Δ< 5 μm)。对1~4阶次的多项式拟合标定系数进行进一步地研究分析, 并发现当拟合阶次为2时, 拥有较高的重建精度(绝对误差: Δ= 1.36 μm; 相对误差: δ = 1.34%)和稳定性(平均标准差: [σ]= 0.262)。

相位测量轮廓术在物体三维重建与检测技术中有着广泛的应用，其三维重建过程可分为3 个部分：结构光栅的产生和投影，相位提取与相位展开和相位-高度映射系统标定。相位-高度映射系统标定对三维重建精度起到决定性的作用。因此，相位-高度映射系统标定成为相位测量轮廓术三维重建研究中的热门课题。本文对三维重建和相位测量轮廓术的基本原理做简要介绍，然后详细介绍相位-高度映射系统标定的研究现状。

在工业视觉检测中, 摄像机的视野尺寸远远小于印制电路板的尺寸, 单个视野下无法满足整个电路板上锡膏的检测, 需要移动摄像机(称为摄像机走位)进行多次拍摄。在传统检测中, 对印制电路板进行整版扫描和拍摄(即使无锡膏的位置), 降低了锡膏的检测效率。针对此情况, 提出一种解决方案: 通过电路板上锡膏的定位数据, 搜索满足所有待检测锡膏都包含在摄像机视野内的最少摄像机视野数, 并记录每个视野的中心位置, 然后计算中心位置之间的最短移动路径, 最后以此路径作为锡膏检测的摄像机移动路径。实验表明, 与传统方法相比, 文中提出的方法避免了无锡膏位置的拍摄, 提高了检测速度, 降低了检测成本。

在传统的面结构光(正弦条纹光栅)的三维轮廓重建与检测中, 由于投影仪与相机互成一定角度, 在待测物体的背光面会产生大面积的阴影区域, 从而不能够精确地进行物体的三维重建和检测。针对此情况, 提出一种解决方案: 使用两个对称的投影仪分别向待测物体投影一次白光, 并通过CCD相机取像, 然后通过拍摄的图像计算出物体的阴影位置, 最后实现阴影位置的三维数据补偿。实验结果表明, 文中提出的算法可以有效地进行阴影区域的数据补偿。