为了消除投影仪的伽马效应，近年来二值条纹投影轮廓术得到快速发展。如何确定合适的离焦量是二值条纹离焦投影三维测量的关键问题。离焦不足时，条纹会包含高阶谐波；离焦过度的话，条纹对比度降低，相位分辨率降低，同时噪声的影响相对变大。离焦不足或离焦过度都会影响相位测量精度。为了解决这一问题，基于数字相关法提出一种最优离焦量的确定方法。该方法利用条纹与其二阶微分的相关性来确定最佳离焦量，以获得准正弦条纹。在欠离焦和过离焦情况下，相关系数均较小，只有当条纹为准正弦条纹时，相关系数取得极大值。对该方法进行了数值模拟和实验验证。实验结果表明，所提方法具有速度快、准确性高的优点，可在二值条纹投影过程中实时跟踪相关系数并确定最佳离焦量。

针对激光多普勒加速度测量系统信号信噪比较差的问题，提出了一种采用数字相关鉴相算法进行加速度解调的方法.使用数字相关鉴相算法计算激光多普勒加速度测量系统中两路干涉信号的相位差，再由相位差的变化率来计算目标加速度，从而实现运动物体加速度的连续测量.仿真结果表明：该算法在信噪比为20 dB时，加速度测量的误差为0.135 m/s²，分辨率为7.3×10^-3 m/s².搭建了激光多普勒加速度测量系统，对压电陶瓷振荡器的加速度进行测量，加速度的测量误差为0.13 m/s².测量结果表明，该算法能够有效减少随机噪声的干扰，提高加速度的测量精度.

亚像素质心定位算法被广泛应用于空间飞行器姿态测量、天文观测、空间高精度稳像和空间激光通信等领域。作为空间高精度稳像系统检测模块的导星仪，以至少 100帧每秒的高速实时检测导星的抖动量，为振动补偿机构提供补偿信息，这就要求亚像素质心算法在保证高精度的同时具有高速的实时性。为了满足导星仪的需求，本文通过模拟仿真与实验，分析了曝光时间内光斑漂移对亚像素质心定位精度的影响，得出要达到一定的亚像素质心定位精度，能够接受的最大光斑漂移速度；提出一种综合运用高斯曲面拟合、数字相关运算和灰度重心法进行图像预处理、图像分割和亚像素质心定位的改进型灰度质心实时算法，并验证该算法兼顾效率和精度，达到很好的效果。

针对振动式微机械陀螺的设计过程中对微振子动态特性的精确评价问题，提出一种测量微振子动态特性的光学方法。该方法利用高速摄像机获取陀螺微振子在振动时的时间序列图像，然后采用数字图像相关技术对序列图像进行相关计算，以获得微振子在大气中振动的位移、速度和加速度曲线，并由此计算微振子的固有频率和品质因数。该方法对位移的分辨力在亚微米量级，具有较高的测量精度。对文中被测陀螺驱动模态的固有频率测量结果为2061.67 Hz,大气压下的品质因数测量结果为66.67。提出的方法可为微陀螺动态特性的测量提供一种精确、有效的途径。

针对激光远程测距或恶劣环境测距中回波弱信号信噪比低,难以提取的困难,提出运用数字相关检测技术进行处理,并对单脉冲互相关、多脉冲互相关等数字处理技术作了介绍,并结合激光雷达的测距系统进行一系列仿真和计算,收到了良好效果.

提出一种利用二维快速傅里叶变换(FFT)经频率域匹配滤波实现数字相关运算以提取散斑图携带位移信息的频率域数字散斑相关方法。 该方法因采取快速傅里叶变换、 散斑限幅、 滤波器优化等措施而减弱了空间域相关方法中不利因素对相关波峰的影响, 提高了相关点定位的时效性和精确性。

提出了动态白光数字散斑计量术,并研制了相应的实验测量系统。在系统启动脉冲的触发下,动态白光数字散斑计量系统中物体动态加载、脉冲白光光源照明、数字散斑图像采集等过程依次完成。该系统可通过延时调节,对可重复动态过程的位移演化进行全过程测量。