为实现玻璃折射率快速、高精度测量需求, 提出一种基于机器视觉的玻璃折射率测量方法.推导了玻璃折射率测量数学模型, 采用自准直平行光管实现传统V棱镜平行光管的功能, 同时对V槽的装卡倾角进行正交性校准；双CCD结合棱镜分光实现大视场拼接, 运用图像处理技术直接测量折射光线的偏折角.搭建试验样机, 并与传统V棱镜折射仪和数字化V棱镜折射仪进行对比.结果表明测量精度优于±2×10-6, 测量速度少于10 s.测量精度和测量时间都优于前两者, 对实现快速、高精度光学玻璃折射率测量具有实际意义.

为提高红外零位走动量测量精度，针对测量过程中相机姿态变化误差引起的图像定位精度不高问题，提出了一种CCD相机姿态小角度变化自适应补偿方法。通过理论分析，推导出相机姿态解算公式，建立了CCD相机姿态解算数学模型，然后基于某型红外瞄具零位走动量测量系统，分别针对三种相机姿态，对瞄具分划线在参考坐标系中的坐标进行了对比实验。结果表明，测量精度优于0.01 mil，能减小相机倾斜对红外瞄具零位走动量测量带来的误差，为提高零位走动量测量精度提供了一种相机姿态自适应补偿的新方法。

为满足红外瞄具零位走动量数字化、高精度的检测需求，设计了基于电荷耦合器件(CCD)机器视觉技术的红外瞄具零位走动量检测系统。提出一种新的零位走动量检测模型，依据检测系统的技术指标及要求，设计了离轴抛物面反射式准直光学系统及针孔靶。为减小由相机倾斜引入的测量误差，建立了相机姿态自适应校正模型，并首次将其应用于零位走动量测量中。设计了图像判读软件，采用重心法对靶标中的圆斑中心进行定位，利用泽尼克矩的旋转不变性，对边缘像素点进行细分。成功研制了一台样机，加工装调后进行了测试实验，结果表明，系统的不确定度优于0.02 mil，能有效避免由相机倾斜引入的测量误差，满足红外瞄具零位走动量数字化、高精度测试要求。

根据红外瞄具零位走动量高精度测试需求，提出了一种基于相机姿态自适应数学模型的红外瞄具零位走动量测量方法。设计了一种相机姿态自适应修正新算法，建立了相机姿态修正模型，并将其应用于零位走动量测量,克服了由于CCD相机倾斜引起零位走动量测量误差的难题。基于图像判读技术，采用重心法对针孔靶及瞄准分划图像进行定位，利用Zernike矩不变性质实现边缘点的亚像素细分。构建了实验系统，经实验验证，测量精度优于0.02 mil(1 mil=0.254 cm)，满足红外瞄具零位走动量的高精度测试需求。

利用电荷耦合器件(CCD)在一定范围内与光照度成线性响应的特性，提出了一种通过双帧图像融合的方法，进行脉冲激光束散角的检测，并通过Matlab数学仿真和实验验证了其可行性和准确性。该方法扩大了光照度适用范围；弥补了CCD动态响应范围不宽的缺陷，很好的解决了脉冲激光束散角测量精度不高的问题。实验结果显示，该方法的测量精度为2%。

高精度光学玻璃折射率是保证光学设计和成像质量的重要条件，主要由V 棱镜折射仪进行检测。在图像对准式V 棱镜折射仪中，用于对准的平行光管所成狭缝中的单线图像质量，直接影响折射率测量中的对准精度，尤其当单线与背景对比度不高时，会大大影响仪器的测量精度。提出一种自适应灰度拉伸和垂直投影相结合的图像增强算法,该方法能快速提取低对比度的单线图像。通过对比实验证明了本算法的有效性，将测角精度提高到了±1"，算法稳定测量重复性优于1×10-6，对提高测量光学玻璃折射率的精度有实际意义。