光学三维测量技术发展已经非常成熟，在工业制造、生物医疗、文物保护等领域都有着广泛的应用。但传统条纹投影测量中使用的正弦条纹无法避免投影仪和相机Gamma效应的影响，导致测量误差增加。二值条纹的出现从条纹端解决了非线性问题，其非连续灰度值规避了非线性误差对测量结果的影响。同时，随着数字投影技术的发展和成熟，相对于灰度条纹，二值条纹在投影速度上也具有绝对的优势。因此，离焦投影技术开始被广泛地研究和应用。在简述离焦投影原理和二值条纹特性的基础上，对二值条纹调制技术进行了综述，分析了不同调制技术的特点及适用场景，最后展望了二值条纹离焦投影的未来研究方向。

提出了一种基于特征匹配的非连续镜面物体三维(3D)测量方法,在保证测量精度的同时避免了不连续物面之间的积分错误问题。首先,采用图像分割方法和立体偏折术,将非连续镜面物体分割为若干个连续物面,并通过梯度积分独立计算各连续物面的3D形貌。然后,利用双目视觉技术计算连续区域内特征点的绝对空间坐标,精确定位不连续物面之间的相对位置关系。同时,提出了一种极线约束与特征描述子相结合的特征匹配方法,克服了无纹理镜面物体误匹配率高的问题。最后,结合各连续物面的形貌和空间位置重建非连续镜面物体的3D形貌。实验结果表明,本方法可以获得较好的无纹理匹配结果,且能有效实现非连续镜面物体的高精度测量。

为了评价仪器的软件和整体性能,根据ISO软件测量标准(SoftGauge)5436-2,应用过程仿真、以及实测电加工表面和实测珩磨表面得到的标准数据,研究了采用不同方法获得的表面形貌即粗糙度轮廓的评定基准,分别为高斯滤波基准、最小二乘中线基准和最小二乘曲线基准。给出了不同基准下ISO 4287定义的表面粗糙度轮廓典型参数的评定结果,包括Ra、Rq、Rp、Rv、Rsk、Rku等,分析了几种基准下各参数相对于标准结果的计算偏差。计算结果表明:对于仿真数据,3种方法的计算精度都比较好,仅仅参数Rsk在两个最小二乘基准下偏差较大,达50%左右;对于电加工表面数据,高斯基准下的各个参数偏差最小,其它两种基准下偏差稍大,而相对偏差较大的是Rsk和Rp,其中Rsk分别为3.55%和-7.45%,Rp分别为-3.45%和3.95%;对于含有跳跃点的珩磨表面,3种基准下的评定结果都有较大偏差,其中求均值运算的Ra、Rq的偏差稍小,其它较大,经过剔除处理后,Ra、Rq偏差仍然相对稍小,Rsk和Rp由较大偏差明显减小为稍小偏差,而Rku、Rp偏差没有明显改进,仍约为40%。总之,3种方法对奇异点较敏感,对无奇异点的粗糙度轮廓的常用参数评定结果基本一致。在评定一般精度、表面无明显周期波纹度成分和较大奇异特征时,对于常用表面功能评定参数,如Ra、Rq,选用原理简单、实现方便的最小二乘拟合基准即可满足要求。