球体由于其旋转对称性和成像不变性,在双目视觉系统中作为球型靶标具有独特优势。然而球体在像面的成像一般是椭圆,而不是标准圆,其椭圆中心与球心成像点并不是同一个点,这就会对球心的空间定位带来误差。为了找到真实的球心成像点坐标以提高球心的定位精度,建立并分析了空间球的成像模型。基于针孔成像模型和透视成像原理,提出了一种球心成像点的高精度定位方法。该方法结合相机焦距,对边缘点进行畸变校正后可直接拟合出球心成像点坐标。仿真分析了边缘噪声以及边缘提取不完整对所提方法的影响。最后通过实验验证了所提方法可以显著提高球心坐标的定位精度,适用于双目视觉中球靶标的定位以及其他需要对球心进行定位的应用中。

由于球体具有轮廓连续性好等优点，在摄像机标定,尤其是多相机标定方面获得了广泛的应用。利用球作为标定靶标可以弥补平面靶标在多相机标定中出现视角过大时畸变太大甚至于观测不到的不足，但是空间球经透视投影后成像一般并非标准圆，而是一个椭圆。椭圆几何中心与球心真实成像中心并不一致，从而影响了标定精度。造成球心成像误差的因素主要有两个，即球的相对大小及相对于相机的位置。通过分析空间球成像模型，仿真研究了各因素对球心成像误差影响的大小，寻找球心的透视投影像点与其成像椭圆几何中心之间的误差变化规律，并建立了两者之间的误差校正模型，最后通过实验验证了该校正模型的可行性和有效性。通过校正，球心投影像点定位精度可达到亚像素级。

红外硫系玻璃透射率高，光谱范围宽，可广泛应用于红外热像仪等光学系统，然而红外玻璃在熔制过程中容易因组分不均匀造成各种内部缺陷，影响成像质量。利用透视成像的原理，在分辨力估算的基础上，设计了一种可检测玻璃内部宏观缺陷的系统。这种系统光源功率可调，可以检测厚度和直径都在几毫米到几十毫米范围内的红外硫系玻璃，在300 mm成像距离条件下分辨尺寸达到0.19 mm，并且可对长度63.4 mm的物体成满像。通过Sobel算子进行玻璃内部条纹边缘提取，可以获得更加清晰的条纹特征。

利用直线聚类和统计分析方法自动地实现对二维图像中提取出的消隐点的位置测算,对后续摄像机标定和三维建模十分有用.在人造建筑物的图像中,存在着许多空间上相互平行的直线,这些直线经过透视投影后将在成像平面上相交于一点,称为消隐点.基于直线倾角聚类的思想,对所有直线按倾角相交得到的待定消隐点进行统计分析处理,实现了消隐点位置的测算.实验表明,由于利用了平面图像中几乎所有的空间结构信息(线条),并采用了聚类和统计分析的数据处理方法,减少了由于噪声或者成像畸变造成的误差,所得结果精度高,算法鲁棒性好,整个测算过程子动完成。