高精度室内定位在很多场合的实用性和必要性日趋显著, 其应用前景广阔, 已成为研究前沿。基于微惯导技术的室内定位, 是目前最为精确和有效的一项定位技术, 但由于微惯导测量组件存在不可避免的漂移现象, 使其无法长时间独立用于目标的定位。在此背景下, 提出了一种基于微惯导(Micro-Inertial Navigation System, Micro-INS)与可见光通信(VLC)系统相结合的定位方法。在该方法中, 首先通过微惯导测量组件进行航位推算, 然后利用获取的VLC信号对微惯导系统的位置信息进行校准, 补偿微惯导系统的定位累积误差。定位实验结果表明, 文章所提出的方法可有效地提高系统定位精度, 实现室内的长时间精确定位。

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.

为了得到宽光谱波段范围内光谱可调多色温多星等能量分布的星模拟器光源, 并且达到星模拟器光源的自动标定, 本文从辐度学和色度学出发, 基于最小二乘法, 在400 nm～900 nm光谱范围内, 采用双积分球法, 以白光LED光源为基底光源, 多种不同峰值波长的窄带LED光源对目标光谱进行补偿以实现色温3 900 K～6 500 K连续可调, 星等-1 MV～+6 MV, 1 MV可调的自动标定型多光谱星模拟器光源系统.最后, 在实验室完成了光源系统以及与相应的光学系统形成星模拟器并对其进行装配调试, 所测得的光谱分布和星等值与理论模拟结果以及标准目视星等值进行了对比.星模拟器输出光谱点模拟误差和星等误差分别在±10%和±10%范围内, 满足现阶段星模拟器的使用要求.同时在后期控制电路稳定的情况下, 星等误差可保证在±5%范围内.

针对目前光栅型光谱仪只注重波长的测试能力，而不能准确测试光谱辐射的现状，介绍了利用氘灯进行光谱辐射校准的方法，讨论了标准光源的选择，研究了扫描步进、积分时间、光电倍增管（PMT）供电电压、测试距离等因素对光辐射测量的影响。实验结果表明，通过设置PMT电压可实现不同光谱辐射强度光源的测试，并能得到较好的测试重复性，为光栅型光谱仪的光辐射测试及校准提供依据。

为解决大口径光学元件表面疵病检测设备的精确测量、校准和溯源问题。设计了用于标定表面疵病检测系统的标准板，通过电子束曝光将定标图案转移至掩模板，再采用反应离子束刻蚀的方法制作标准板。通过扫描电镜测量标准板上各标准线的真实线宽尺寸，并以扫描电镜测量结果为参考值标定大口径表面疵病检测系统。利用所设计的标准板标定基于散射成像法的大口径表面疵病检测系统。结果表明，当疵病线宽尺寸大于45 μm时，疵病的散射像满足几何成像原理，当疵病宽度尺寸小于45 μm时，需按标定结果进行计算。

提出一种基于平面标靶的线结构光三维传感器扫描方向的标定方法。利用平面标靶对摄像头进行标定，得到摄像头的内部参数，将棋盘格平面标靶固定在空间某一位置，测量系统沿着扫描方向移动并采集一系列图像。根据这一系列图像求出摄像机的外部参数，并结合已经求出的摄像机内部参数计算出标靶上同一特征点在摄像机坐标系下的坐标值，对这些点进行直线拟合得到一直线方程，直线的方向就是测量系统的扫描方向。实验表明，该方法测量精度高，操作简单，无需辅助的调整设备，降低了标定设备的成本和系统校准的难度，适合现场标定。

在野外运用相位测量剖面术(PMP)测量物体三维面型时,环境光场经常发生变化,从而严重影响测量精度。分析了环境光场发生变化对相位测量剖面术的影响,并提出了一种对CCD摄像机获取的条纹图像进行灰度校正的方法。经过校正处理,环境光的影响被大幅度抑制,提高了测量精度。

在相移测量剖面术(PMP)中, 提出了一种基于快速傅里叶变换的相移校正算法, 利用最初多采的一幅条纹图的信息和傅里叶变换调制度模板, 快速地计算出当前的相移值。 采用该算法, 能实时准确地控制投影光栅的移动, 大大提高了测量系统的精度和自动化程度, 具有极大的实用价值。