针对现有标定方法在相机无公共视场情况下的局限性，本文提出使用双平面标定板对双相机进行同时标定的方法。通过推导两个相机与两个标定板间的坐标变换，将待标定相机与参考相机的相对位姿关系的求解转换为较为成熟的手眼标定方程求解。通过实验验证：该方法可实现双相机的同时标定，且方法的绝对误差不超过0.089 mm，较为可靠；在双视角三维测量系统中，与相位-深度的累积误差不超过0.116 mm，可为进一步的数据融合提供可靠的初值。此外，由于本方法灵活方便，可适用于多视角三维测量系统的同时标定。

当激光跟踪仪应用于多传感器三维视觉测量系统的全局标定时, 由于标定现场环境复杂, 靶标球镜面区域所成光斑随环境光强、视觉测量系统观察角度和激光投射角度的变化而改变, 给靶标球镜面中心的准确定位提出了很大的挑战。设计了一种对光照变化不敏感、对激光点形状和光强分布无要求的靶标球镜面中心定位方法。该方法首先利用图像分割法准确定位靶标球所在区域, 然后对该区域进行滤波, 去除图像中的噪声并增强靶标球与背景的对比度, 之后进行靶标球分割和强反光区域去除, 通过图像形态学处理得到靶标球镜面区域, 最后对该区域的像素坐标进行统计, 得到镜面中心定位坐标。实验采用79幅复杂多变的镜面区域光斑图像进行实验验证,该方法正确定位率可达到91.2%, 其中平均定位误差RMS低于0.74像素, 基本满足全局标定对靶标球镜面中心定位精度的要求。

针对大视场多像机视频测量系统的全局标定，提出并实现了一种基于近景摄影测量技术的高精度像机标定方法。首先，设计一种带有标志点的十字架形标定参考物，十字架正反两个表面粘贴有环形的编码标志点和圆形的非编码标志点。然后，在现场用工业摄影测量系统XJTUDP重建出双面标定十字架的精确结构尺寸数据; 将标定十字架在公共视场范围内依次摆出多个姿态，并控制多像机同步拍摄各姿态的图像。最后，为大视场像机选择10参数非线性成像模型，对采集的图像组依次进行标定运算，标定出各像机的内参数和畸变参数，并全局定向出各个像机在统一坐标系下的外方位参数。实验结果表明，该标定方法的重投影误差小于0.05 pixel;利用标定结果测量高精度标准尺长度，相对误差小于1/4 000，可满足大视场多像机视频测量对精度和效率的要求。

提出了一种基于共面点的世界坐标唯一全局标定方法.利用激光跟踪仪在现场构建系统总体坐标系,通过拟合基准面来设置共面标定点,系统中各摄像机传感器直接获得标定点的图像,从而实现了各局部相机的全局标定,不需要中间坐标系的转换,避免了多次坐标转换带来的精度损失.在实际的由多个高速视觉传感器组成的飞行器外部姿态测量系统中进行标定实验表明,在测量范围较大的情况下,系统精度的均方根误差不超过0.8 mm,整个标定过程简单,基本满足实际测量的高精度要求.

介绍了足部三维形貌测量系统的原理以及利用测量系统已有的一维运动机构和专用标定组件对测量系统所有CCD进行全局标定的实用方法.建立了基于光平面坐标系、标定坐标系、一维运动机构坐标系和CCD图像坐标系的测量系统模型;在测量系统一维运动机构的控制下,光平面分别对标定组件中两个斜面进行扫描,求取两个斜面上扫描线在光平面坐标系中的交点坐标,并根据光平面坐标系中交点坐标和CCD图像坐标系中交点坐标的对应关系,采用坐标映射方法建立光平面与CCD图像坐标系之间的坐标转换关系;确定了基于坐标系之间转换参数的优化目标函数,并根据标定块的标称值和实际测量结果,利用POWEL直接优化方法对坐标系之间的转换参数进行了优化.测量结果表明,单个CCD重复测量误差＜0.0625%;4个CCD测量值相对误差＜0.365%.实验结果表明,所述全局标定方法减小了一维运动机构、光平面和足支撑玻璃平板之间安装调节误差以及CCD等器件非线性带来的影响,且简便、实用、不需要其它精密标定仪器,可以对测量系统进行现场标定.