在许多实际应用场景中，标定图像不清晰、靶标检测精度低常常导致相机标定精度不足，这制约了测量精度的提高。针对该问题，提出一种基于亚像素边缘检测的双目相机标定方法。首先，利用自适应双阈值的Canny算子获取靶标标识点的整像素边缘初值。然后，以整像素边缘初值为中心，根据局部区域面积效应估计非连续性边缘模型的二阶边缘参数，并对亚像素边缘点集进行椭圆拟合，得到靶标标识点的准确位置。最后，通过标识点的排序位置矫正获取用于求解标定参数的标识点检测点集，实现了复杂环境下相机的高精度标定。典型标定场景的测试实验结果表明，相较于现有方法，所提方法对常规环境的标定精度提升了23%，对低对比度、低相对分辨率的高温烘箱环境的标定精度提升了68%。

基于机器视觉技术,采用平行光投影获取光学元件轮廓图像,通过行扫描提取目标,使用最小二乘线性回归边缘检测方法,将直线边缘定位精度达到亚像素级别,使测量精度达到微米级。实验结果表明,采用机器视觉的非接触测量方法可以实现对光学元件外径的快速准确测量。

为了提高光学零件表面划痕定位测量和宽度测量的精度，采用基于离散正交多项式曲面拟合的亚像素边缘检测与宽度测量的算法，通过对边缘点及其邻域进行曲面拟合代替了只对边缘点梯度方向进行曲线拟合，实现了亚像素边缘检测；采取感兴趣区域加速策略与基于离散正交多项式曲面方程参量快速求解方法串联进行的加速方案，大大减少处理时间；在宽度计算方面，根据划痕长度自适应分段，分别计算每段分段点之间欧氏距离并作为其宽度，比较后取最大宽度作为划痕宽度。结果表明，该算法测量精度较高且具有较强的鲁棒性，同一划痕在不同视窗下测得宽度误差均值不超过5.2%，且标准差不超过0.3；在求解曲面模型参量的时间方面，该方法计算时间约为最小二方法的7.35%，处理效率显著提高。该方法能够满足工程应用中快速、高精度的测量要求。

小型气体激光器腔体增益孔的直径小于1 mm，深度大于10 mm，长径比大，传统的方法很难对其进行测量。为了解决这种微深孔的测量问题，介绍了一种接触测量与光学测量相结合的方法。将末端带有发光球的光纤伸入待测孔中，在待测零件孔中做x、y方向移动，当球与孔壁接触后，会引起球心做相应的运动，利用CCD捕获发光球的球心，通过图像处理，可得出接触点处测头球心的xy坐标，拟合多点测量结果，从而实现深孔的直径、圆柱度及直线度等参数的测量。还通过亚像素边缘检测技术提高了系统的测量精度，最后采用0级标准环规对系统进行了验证，其测量结果的重复不确定度优于0.4 μm。并对深度为15 mm、直径为0.6 mm的孔在三维测量显微镜上进行了测量，实验证明此测量方法为大长径比的孔的检测提供了一种可行的方法。

提出了一种基于机器视觉的非接触测量方案，力求把非接触测量手段与零件尺寸测量问题更有效地结合起来。采用超分辨率重构技术消除噪声以及由有限检测尺寸和光学元件产生的模糊，从图像中获得更多的细节和信息。利用最小二乘回归亚像素边缘检测技术进行边缘定位及角点提取。基于机器视觉CCD摄像机采用线性回归法进行摄像机的标定。最后，实验分析和比较了基于机器视觉的零件尺寸测量的应用效果。