针对某型飞机飞行试验中,无法采用常规机载影像测量方法精确计算飞机滑跑过程偏心定位距的问题,设计了一套基于地面多像机视场拼接的影像测量方案。通过在跑道边多点交错布设高速像机阵列,组成高速像机测量控制网,实现飞机滑跑过程影像的全覆盖；采用多摄像机交会接力测量以及数据拼接的方式,实现飞机偏心定位距的测量。实验仿真结果表明,采用该方案偏心定位距最大测量误差不大于3 cm,满足飞行试验精度要求。

针对影像测量领域中自动对焦方法存在的对焦准确性不高、对焦过程复杂等问题, 提出了一种采用加权最小二乘准则的自动对焦方法。首先, 根据不同种类图像清晰度评价函数的评价特性, 选定对焦过程中所用的图像清晰度评价函数。其次, 在图像清晰度评价函数的基础上进行两阶段对焦, 即粗对焦阶段与精对焦阶段。然后, 分析了加权最小二乘准则中加权系数的确定原则并给出了其具体确定方法。最后, 对精对焦阶段所得清晰度评价值进行归一化处理, 采用加权最小二乘准则进行高斯曲线拟合求取极值, 极值位置即最终正焦平面。实验结果表明: 在步距为0.1mm的条件下, 该方法与现有的洛伦兹(Lorent)、Gauss拟合方法相比, 对焦误差由0.05mm降低到0.02mm, 有效地提高了现有曲线拟合法的对焦准确性。

针对异面腔零锁区激光陀螺深小孔系测量中准确性和稳定性差的问题, 分析了异面腔零锁区激光陀螺深小孔测量中误差产生的原因。建立了倾角误差对空间异面孔系投影角的影响方程, 发现空间异面孔系的倾角变化会改变投影角, 当倾角为16°时, 倾角误差会以30%的分量加权到投影角误差中, 并采用UG软件进行了仿真验证。采用最小二乘拟合的方法分析了影像测量仪的采点误差对角度的影响, 发现了增加测量点数由2点增加到10点, “超大”采点误差的影响会减少至原来的50%。该方法增加了零锁区激光陀螺测量的稳定性。

针对航空涡轮发动机叶尖间隙测量难度大、精确度不高的问题，提出利用影像测量技术对装配过程中的叶尖间隙进行高精度测量，采用自定义标定、改进的边缘检测和Hough变换、图像超分辨率复原技术，通过运动控制机构、工业CCD摄像机、计算机视觉库，设计了独特的图像测量体系，实现了叶尖间隙的高精度非接触测量。实验结果表明，测量精度达到了15 μm，与其他叶尖间隙测量以及影像测量系统相比，该方法不仅精确度有所提高，而且移植性好、成本低。

针对汽车发动机曲轴沟槽检测难度大、效率低等问题，提出了一种基于影像测量原理的曲轴沟槽检测方法，实现了沟槽 R角、宽度和深度三个特征参数的自动、快速、精密检测，并在此基础上开展工程应用。介绍了测量原理及检测方法；详细阐述了沟槽影像检测特征参数的自动提取技术，即面向曲轴沟槽特征影像的图像处理与数据处理方法，包括感兴趣区域提取、亚像素级边缘提取、几何基元的分割与拟合、关键几何特征提取等；基于检测样机平台，对检测方法进行了实验验证，并实现其工程应用。

为了提高影像测量系统的测量精度，研究了基于微位移错位的多幅图像超分辨重建技术。考虑制作成本和制作难度，提出了一种不苛求精确微位移的超分辨率重建技术。首先，获取随机微位移图像序列；然后，利用被测对象中易于实现高精度提取的特征点或采用模板衬底中的特征点计算出图像序列间的准确位移关系；最后，根据本文提出的数学模型重建出高分辨率图像并用于影像测量。实验结果显示，在图像分辨率提升至原始图像4倍时，对于不同大小的微位移，测量精度提升了29%~64%，表明该方法能够有效地重建出包含被测信息的高分辨率图像，进而提升影像测量系统的精度。

为了得到目标的6 维空间参数，一般需要采用两台或多台摄像机在不同的位置同时拍摄，得到具有一定视差的立体像对，通过交会计算得到目标空间参数。本文通过对经典的摄影测量共线方程进行改化，将待解算参数作为方程参数，得到扩展的共线方程。当刚体目标上有3 个或以上坐标已知的参考标志点时，利用单幅影像就可以得到目标的6 维空间参数。由于需要的摄像机少，该技术方法可以应用到不允许安装过多摄像机的场合，如飞行试验、航空器件对接等，并且能节省一半的人力和物力，具有较好的经济效益。