提出一种基于广义回归神经网络（GRNN）拟合光谱共焦系统的光谱响应以准确定位峰值波长。利用采集到的光谱信号作为样本数据，将光谱数据中的信号波长λ作为GRNN模型的输入变量，光谱波长的归一化强度作为输出变量，基于样本的输入变量和输出变量的联合概率密度函数作为验证条件，对光谱信号的预测输出进行Parzen非参数核回归，得到波长对应的归一化强度的最大概率输出值，实现光谱的重新表征。由于GRNN网络将输出变量附近样本点的权重考虑在内，因此一定程度上能够消除光谱信号随机噪声的影响，提高光谱信噪比，减小光谱信号的表征误差，提高峰值波长提取的准确性。实验表明GRNN模型对色散焦移的拟合系数为0.999 9，系统分辨率约为2 μm，测量误差的均方根误差约为0.01 μm，优于传统的最值法、质心法、高斯拟合等算法，能够有效地抑制色散模型波长提取引起的模型波动，提高系统测量的分辨率与稳定性。

综述了镜像双目视觉测量技术的发展现状,从测量原理及传感器、测量模型及标定、测量精度及评价等方面分析了镜像双目视觉测量结构模型,主要包括基于平面折反射的镜像双目结构和基于曲面折反射的镜像双目结构,总结了现有镜像双目测量结构在结构模型、图像获取和对应匹配等方面的优缺点,阐述了镜像双目视觉精密测量技术的发展趋势。

随着现代数字制造技术的快速发展, 在工业产品测量领域, 对微型物体几何尺寸的测量需要满足非接触、高精度、多尺寸等需求, 而现有测量技术还不能达到这些要求。为了实现多尺寸、高效、快速、非接触式的精确测量, 文中利用光纤耦合激光器光束质量好、线宽超细、精度高、单色性好、体积小以及免调节等优势, 研制了基于光纤激光的精密非接触测量系统, 提出了一种基于光纤耦合激光的超精密视觉测量方法, 主要包含基于光纤线激光的目标成像、激光线滤波与提取、测量模型建立及几何参数标定、数据转换和三维重建测量等关键技术。利用光纤激光器向测量物体表面连续发射激光线, 采用高分辨率相机, 通过照明/不照明两次成像技术获取物体的平面尺寸和高度信息。对激光线图像进行滤波校正, 快速提取激光线, 对几何参数进行标定和坐标转换, 然后进行处理数据, 获取物体测量部位的三维测量值。实物测量和对比实验验证了文中测量方法的准确性、快速性和有效性, 测量精度可达微米级。为微型物体几何尺寸的三维非接触、高精度、多尺寸测量提供了有效方法和测量仪器。

高性能白光干涉测量技术的发展对零光程位置精确拾取提出了更高的要求。基于白光干涉光强对称分布特点设计了对称性判据, 并根据此判据和实际采样数据的离散性, 提出了一种白光干涉零光程位置拾取算法。算法分为两步: 首先, 从数据中寻找最大测量峰值, 然后搜索最大峰值附近的子峰, 利用对称性判据及其变化趋势来确定最接近的零光程位置的子峰; 接着, 由于采样点的离散性, 需要进一步对搜寻到的子峰进行局部数据拟合, 通过拟合峰值最终确定零光程干涉峰值和零光程位置。此时对称性判据还可用于评估零光程拟合位置与真实位置间距。通过实测数据处理和算法对比实验表明: 该算法能够进一步提高零光程位置辨别能力和拾取精度, 保障高性能白光干涉测量设备的超精密测试需求。

为了达到在0.4～1.0 μm波段实现绝对不确定度0.05%以内、相对稳定性0.03%/年的太阳绝 对光谱辐照度观测,在太阳绝对光谱辐照度仪研制过程中,入射狭缝光阑的面积需要实现高精度的测量。设计了 激光扫描法和通量比较法相结合的测量方法。测量中以激光-积分球系统作为光源,用高精度trap探测器接收信 号,无需基准光阑,同时突破了激光扫描法测量中对小尺度光阑的限制。对标称为7 mm×0.1 mm光阑 面积的测量中,相对不确定度为4.5×10－4。

提出了一种在现场条件下实现十几米空间范围内点三维坐标精密测量方法,该方法同时解决了大尺寸物体表面三维形貌测量中单元数据拼接精度低的问题。在空间待测点处设置可视特征, 称为全局控制点,利用近景摄影测量手段获取被测信息, 通过高精度图像处理技术、全局控制点自动精确配准技术和基于光束交汇的光束平差技术, 恢复全局控制点的三维信息。实验结果表明,该方法在使用普通数码像机的情况下实现相对测量精度0.073%。且具有操作灵活自由、测量速度快、自动化程度高和测量精度高的优点。