针对现有标定方法存在的成本高、步骤烦琐、鲁棒性小、精度低等问题, 建立了立体视觉检测系统并提出了一种基于高精度异形量块的二次标定方法, 基于GA-BP算法对该系统进行误差补偿。首先, 利用二次标定算法求解由单目CCD和激光器组成的系统内像素坐标系到世界坐标系的转换关系。接着, 采用基于海森矩阵的激光条纹提取方法, 完成对激光投射器所投出光平面与高精度异形标定块相交的光平面上的棱线图中心线提取。最后, 利用GA-BP神经网络算法对立体视觉检测系统采集的数据进行误差补偿。试验结果表明：异形块宽度和深度在补偿后的精度均在0.05 mm以内, 立体视觉检测系统稳定可靠、精度高、抗干扰能力强。

基于数字超模取样光栅型反射(DS-DBR)激光器和InGaAs光电探测器设计了一款便携式光源、功率计系统。该系统的光源模块采用OPA569AIDWP芯片和ADN8834芯片为控制核心,对波长精度和功率稳定性实现了很好的控制;功率计模块采用多挡位放大量程控制技术、屏蔽降噪技术,并结合软件算法,显著抑制了系统噪声,提高了功率计的灵敏度和动态范围。测试结果表明:光源模块可以有效控制输出光的波长,并且输出光边模抑制比大于50 dB,线宽小于1 MHz,具有良好的输出质量;功率计模块的动态范围达到了80 dB,线性度提升到了0.08 dB。另外,本系统采用嵌入式控制技术进行人机交互,适用于实验室和工业现场等多种应用场景,大大扩展了系统的使用范围和便携性,市场前景广阔。

为解决现有激光扫描投影系统至少需要4个合作目标点才能实现坐标转换关系标定,并且经常因迭代算法不收敛而需要多次、长时间才能完成坐标转换参数解算等问题,提出并研究了融合激光测距的激光扫描投影系统标定技术。研究了加入和未加激光测距模块的激光扫描投影系统数学模型,并运用粒子群优化算法仿真分析其标定精度。针对测距误差对系统标定精度有较大影响的问题,提出粒子群导数标定算法改进标定算法,最终实现了仅需3个合作目标点的快速标定,且标定精度可提升至10 -7 mm。

利用姿态角传感器、角度编码器结合激光测距传感器，与全站仪构成非接触的组合测量系统，实现大尺度空间中隐藏区域的空间坐标测量。建立了测量系统的数学模型，设计标定靶并对系统进行了标定。针对测量系统，提出一种根据控制点在空间的分布确定权值的加权最小二乘的标定方法。以全站仪直接测量和组合系统测量两种测量方式，对同一空间点进行坐标测量，通过测量对比来验证组合系统的测量精度。实验结果表明：该测量系统可以使得组合测量的量程扩大并保持较高的空间坐标测量精度，采用加权最小二乘算法进行标定的结果使测量误差更小。

齿轮是工业基础零件，其加工精度对设备的整体精度和可靠性有重要的影响。为了提高加工后齿轮的检测速度和检测精度，提出了一种激光测距齿轮齿向精度检测方法，并在此方法基础上研制了齿轮齿向检测系统。利用激光在金属及反光物体方面的测量优势，选用激光作为测量光源，利用激光三角法获得齿轮的测量点位置的相对坐标信息。为了全面获得齿轮各个部位的信息，结合气浮转台的圆周运动和精密电控升降台的升降直线运动，完成对齿轮齿向的数据扫描。为了获得齿轮的绝对坐标值，提出了齿轮齿向测量标定算法，用于计算出传感器与齿轮分度圆之间位置关系，从而进行齿向测量。结果表明，该测量方法能够满足工业中齿轮的高精度无损检测要求，能够完成齿轮精度等级分类要求。本研究所提出的测量方法，可以推广到其他金属反光物体高精度尺寸检测系统中。

传统的辐射计阵列校正算法需要测量阵列各方位的空间响应矩阵，缺失部分方位信息会导致反演图像模糊.针对这个问题，提出了一种在缺失部分方位信息情况下的改进的校正算法.对实际场景的实验结果表明，改进的校正算法能够有效地抑制因缺失方位信息导致的图像模糊.

目标跟踪与定位中的一个重要步骤就是摄像机标定，其目的是估计摄像机的外部和内部参数。在严格的几何约束关系之上建立准确的数学模型，提出一种快速得到摄像机中心的方法，然后通过合理的求解次序获得其他摄像机参数，保证了标定参数的精度。利用计算出来的标定参数校正失真图像中的各个像素位置以重新得到像素间原来的空间关系，从而产生精确的不失真图像，并且利用摄像机标定参数对标定模板上的点进行位置计算后，再和实际位置比较进行检验。图像的校正效果实验以及精度验算的结果表明：提出的算法得到了准确可靠的标定参数，和其他算法相比有效提高了精度，能够满足运动跟踪时目标特征位置估计的精度要求。