工业机械臂在多工位作业时通常需要具有远近视距的双目视觉系统,用于全局目标定位和局域精确测量。由于具有远近视距的两目相机缺乏公共视场,无法由传统双目立体视觉标定内外参数,提出了一种基于点阵编码元和多视图几何的标定技术。首先为具有远近视距的两目系统制作与之视场大小匹配的两种尺寸的点阵编码元标定板,提出了一种基于灰度梯度的亚像素边缘定位方法以提高椭圆中心定位精度,并改进了点阵编码元的解码算法用于图像特征的稳健匹配。再利用不同视角下编码元的高精度中心像素坐标和图像间编码元的对应关系,通过多视图几何解算出两目相机的内参数和相对各自标定板的转换矩阵。然后由转换矩阵构造AX=ZB手眼标定方程形式,求解方程式中的X即可得到两目相机间的外参数。最后分析了两类优化方法对标定误差的抑制情况。实验结果表明,经优化后标定精度得到提高,角度误差为0.05°,位置误差为0.36 mm。

从传输线电压与电流方程出发，对显示阵列的2T1C型驱动电路，建立了等效电路模型。在综合考虑栅信号传输电路中多种参数的基础上，求解了栅信号电压函数表达式[仿真并计算了栅信号延迟对液晶显示屏尺寸、显示分辨率及栅信号电极材料的依赖关系[解决了复杂参数下的栅电极信号求解难题，为显示屏尺寸、显示分辨率、材料参数要求提供理论计算依据。

介绍了采用光刻离子交换工艺制作平面交叉型微透镜阵列的方法。利用积分形式的光线方程式讨论了平面交叉型微透镜的近轴光学特性,研究了微透镜的光线轨迹方程式和一些重要的近轴成像特性,利用ABCD定理得到了平面交叉型微透镜像距、焦距、像高、横向放大率和主平面位置的数学表达式,焦距的理论计算结果和实验数据吻合得很好。

介绍了平面交叉玻璃光波导型半球形微透镜阵列的制作方法.利用积分形式的光线方程式讨论了半球形微透镜的光学特性,得到了半球形微透镜的光线轨迹方程式和焦距表示式,理论结果与实验数据是一致的.

介绍了彩色三维激光扫描测量系统的工作原理，推导出空间三维坐标的光平面方程测量模型。提出了系统结构参数的优化设计方法，进行了优化实验，根据实验结果，确定了测量系统的最佳参数值。基于这些参数建造的测量系统，在250 mm×200 mm×50 mm测量范围内，测量误差小于0.1 mm。