针对目前标准散射体定标存在定标时间长、定标后通用性差、定标结果无法溯源到气象光学视程（MOR）定义等问题，提出了一种可溯源至MOR定义的标准散射体定标方法，确定了一种标准散射体多角度同步定标光学系统架构，优化设计了照明光学系统与光场测量光学系统。照明光学系统的均匀性为98.53%，发散角为1.48°；光场测量光学系统的散射角度测量范围为20°~50°，散射角度分辨率为1°，周视角度分辨率为2°。研究了一种基于先验光场分布的定标系统能量校准方法，利用标准朗伯散射体仿真定标系统的能量校准误差，其中散射角度为31°时周视平均相对误差最大，为2.28%。据此，基于理想2700 K色温白炽灯的光谱分布仿真验证了可溯源至MOR定义的标准散射体定标方法的定标精度。结果表明：标准朗伯散射体散射角度20°~50°所表征的MOR量值范围为6.54~45.74 m，符合世界气象组织对MOR的定义，最大绝对误差为-2.41 m，优于国际民航组织规定的前向散射仪测量精度要求的1/10，为可溯源至MOR定义的标准散射体定标提供理论基础和技术支持。

为提高线结构光传感器(LSLS)的标定精度,提出了一种基于平面参考靶标的标定方法。给出了相机坐标系下参考靶标点中心坐标及激光平面方程的计算方法;将参考靶标点中心向激光平面投影,并以左下角投影点为原点建立世界坐标系,得到了靶标点中心像素坐标所对应的世界坐标;采用多项式拟合得到了任意像素点到世界坐标的转换关系,实现了传感器的标定,标定结果仅为多项式的系数,便于存储和使用;对标定误差进行了分析。结果表明,所提方法得到的各测试点与第一个点间距离误差的均方根值为0.0216 mm,相对于传统方法减少了22%,所提方法在LSLS高精度标定方面具有一定的优越性。

色散条纹共相误差检测技术需要以一定的方法对采集的色散条纹图像进行分析处理,才能得到所对应的平移误差值。与其他色散条纹分析方法相比,主峰位移提取法能够同时适用于大量程以及一个波长以内小量程的平移误差检测。但是,该方法的检测精度容易受到条纹中心线标定误差的影响。为对该影响进行修正,首先通过分析平移误差对双孔衍射图样的影响,提出了一种条纹中心线位置自适应提取方法;在此基础上,结合主峰位移提取法的基本原理,提出了修正条纹中心线标定误差影响的方法;最后搭建实验光路,验证了所提修正方法的有效性。实验结果表明,在存在中心线标定误差的情况下,所提方法能够取得小于30 nm的测量精度,相比于修正之前精度大大提高。该方法有效地提高了主峰位移提取法的的抗干扰能力与工程实用性。

提出一种利用共线的标定特征点确定线阵相机内参的方法。所有标定特征点均在线阵相机的视平面内。首先，标定过程中对标定特征点逐一成像，直接得到标定特征点和其对应像点，解决了空间标定点与像点的对应问题；其次，通过数学建模得到线阵相机的成像模型，联立多个位置处的成像模型解算出相机内参；最后，对影响线阵相机标定的因素进行分析及实验验证。理论分析和实验结果表明，文中的线阵相机标定方法简单灵活，无需制作精密的靶标，可获得大量标定点，提高了线阵相机标定的准确性和稳定性，实验得到成像特征点重投影像点位置偏差均方根为0.37 pixel。

为了直观反映双目视觉系统各参数标定误差对系统定位精度的影响，基于针孔摄像机成像模型和概率统计理论，运用蒙特卡罗法对轴线平行结构的系统定位误差进行仿真分析。针对视觉定位模型求解空间点表达式复杂的问题，为便于仿真，根据成像模型参数的相互独立性，提出了一种单参数分析定位误差的方法。利用该方法进行的仿真结果及其实验验证表明：内参数中，主点(u0，v0)的标定误差对系统X、Y方向定位精度影响大，焦距fu的标定误差对系统Z方向定位精度影响大；外参数中，旋转角β和基线t1对X、Y、Z3个方向定位精度的影响都较大。该结论对双目视觉系统设计及参数标定具有一定的参考价值。