为了解决视觉测量在非均匀折射率环境中应用时出现的成像畸变问题，建立了在非均匀温度场中形成的非均匀折射率场，研究了光线在该折射率场中的轨迹并根据轨迹偏差修正了图像畸变。利用背景纹影法重构了由非均匀温度场产生的空间折射率场，将空间点发出的光抽象为光线，根据龙格-库塔法修正非均匀折射率场中的光线轨迹并校正图像畸变。利用PnP（pespective-n-point）算法和校正前后图像中同一点的像素坐标解算该点的世界坐标。实验结果表明，该方法能有效降低测量误差，修正被测图像的畸变。

将三维重建技术应用于医学整形领域, 为医生提供可供参考的术前准备数据是辅助医学的有效手段。当前的三维扫描仪成本高、寿命短、结构尺寸大、维护困难, 不利于该技术在医学整形领域的普及。提出一种基于智能手机摄影测量的人体局部特征三维成像方法, 结合微型投影仪投射散斑图形至待测物体表面, 智能手机采集下调制后的散斑图形, 与事先准备好的散斑模板图形之间, 利用图像局部灰度相关性进行匹配, 实现三维模型重建, 并通过多视角点云拼接技术恢复完整三维模型。提高了重建的效率和便捷性, 以及具有低成本、操作简单的特点。以人体模特局部特征作为待重建表面, 实现了弱纹理连续曲面的三维重建。实验结果表明该方法三维曲面重建平均误差为0.43mm、标准差为0.30mm, 可满足实际测量的需求。

针对现有多相机系统在无公共视场时标定过程繁琐问题，提出了一种基于旋转标定板的多相机系统标定方法。首先通过拟合旋转靶标轨迹实现转轴拟合和建立系统坐标系；然后各相机获取单幅完整的靶标图像，使用PnP算法解算相机与转台系统间的位姿关系；接着将转台转角通过罗德里格斯公式转换为靶标旋转前后的旋转矩阵和平移向量；最后使用计算所得的变换关系实现对多相机系统的标定。实验结果表明，本文方法不受限于相机的视场范围，能够快速、自动地标定多相机系统，在测量精度上也满足大尺寸测量需求。

利用机器视觉进行飞机蒙皮损伤检测是提高其自动化水平的有效手段,其中飞机蒙皮全局三维重建是检测过程的关键步骤,可定位损伤部位的精确位置。为解决当前技术所存在的设备复杂、拼接精度低、处理效率低等问题,提出一种基于后方定位并结合结构光对飞机蒙皮进行快速三维重建的方法。通过结构光三维测量系统对飞机蒙皮局部区域进行三维重建,采用后方摄像机同步观测结构光系统,并对其空间位姿进行定位。在空间位姿数据的辅助下,将结构光系统每次测量的飞机三维形貌数据融合至定位摄像机坐标系下,实现对大飞机蒙皮三维形貌的快速、高精度非接触式测量,这为飞机蒙皮损伤的自动化视觉检测提供了有效的技术支持。