针对大场景三维重建中, 由位姿估计的累积误差而导致的相机漂移和重建模型质量低的问题, 提出了减少累积误差的方法。首先, 基于由最新K对深度和彩色图像融合的模型, 最小化输入RGB-D图像的几何误差和亮度误差来跟踪相机。然后, 若相机位置与当前子网格的中心点距离大于给定阈值时, 则将子网格平移体素单元整数倍的距离, 基于新建的子网格继续跟踪相机并重建局部场景模型。最后, 在子网格间以迭代步长式的方法寻找对应表面点, 以对应点间的欧氏距离与亮度误差为约束, 优化全局相机轨迹。基于数据集的实验结果表明,相机位姿估计精度比主流方法提升14.1%, 全局轨迹优化精度提升8%。对于自采数据, 本文设计的系统可减少位姿估计中的累积误差、重建高质量的场景模型。

如何提高子孔径拼接干涉测量精度是子孔径拼接系统的关键问题。针对一维平面子孔径拼接系统，分别采用两两拼接算法和误差均化拼接算法，进行拼接位移台定位误差、参考面面形误差和随机噪声对拼接精度影响的数值仿真与分析。仿真结果表明，对于平面拼接系统，参考面高阶误差、随机噪声对拼接精度影响较小，高阶误差的影响略大于随机噪声的影响；参考面低阶误差(二阶项误差)在拼接过程中会累积放大，是平面拼接干涉测量的主要误差来源，误差均化拼接算法不能有效控制参考面低阶误差的拼接累积误差；两两拼接算法与误差均化拼接算法得到基本相同的拼接结果。对450 mm×60 mm的平面镜进行了15个子孔径的拼接测量，去除参考面低阶误差面形前后，拼接结果与大口径干涉仪的测量结果偏差从λ/3［峰谷值(PV)，λ=632.8 nm］减小至λ/45(PV)。

在电子稳像中合理的选择参考帧是全局运动估计和运动补偿的基础。为了解决传统参考帧选择策略带来的帧间跳变的缺陷，给出一种基于累积变换的参考帧更新策略，通过相邻帧间运动参数的累积变换得到当前帧相对于第一帧的累积全局运动参数，统一了补偿基准，并针对过程中产生的累积误差问题，通过设定匹配阈值调整参考帧更换条件，减少参数的传递次数。实验结果表明，改进算法能够有效解决帧间跳变问题，缓解误差的累积进程，输出平稳的结果视频。

多视角三维数据的拼接一直是视觉测量领域研究的难点之一, 本文提出了一种无编码全局控制点的多视角三维数据拼接方法。以多个固定不动的无编码标志点作为全局控制点, 建立全局坐标系。移动结构光立体视觉测量系统的不同视角对物体表面各子区域进行测量, 获得局部坐标系下的三维测量数据及控制点。根据控制点的空间几何变换不变性自动匹配出各视角局部控制点在全局控制点中的同名点。依据同名控制点对, 采用 SVD算法求解局部坐标系与全局坐标系的变换关系, 从而实现全局拼接。最后, 以 10个圆形标志点为全局控制点从 5个视角对鞋楦进行测量, 实验结果表明：该方法消除了多视角拼接中的累积误差, 控制点的重合度平均误差为 η=0.013 mm, 与手持式扫描仪对比标准偏差为 0.177 mm,获得了较好的拼接效果。

为了减少由于加速度所导致的激光双频干涉仪测量误差,引入二阶多普勒频移,建立了由被测物体加速度所引起的测量误差的理论模型。仿真结果表明,在0.4s时间内0.6g加速度所引起的累积误差可达2.5 nm左右,这对于纳米精度的测量是不应忽视的; 初速度不为零时加速运动会引起更大的误差,而减速运动所引起的误差则相对小。通过实验验证,所测的误差变化趋势与理论模拟比较吻合。

为了同时提高激光外差干涉测量的分辨力和精度,必须深入分析光学倍频对激光外差干涉测量精度的影响机理.在此基础上,建立了光学倍频相位测量模型,从理论上证明,光学倍频能够实现对激光外差干涉信号的细分,提高测量分辨力.光学倍频改变非线性误差的相位而使非线性误差减小,但同时改变了激光干涉多普勒频移的v/c平方项,使得残余累计误差增大.仿真结果表明,光学N倍频使非线性误差减小到原来的1/N,但使残余累计误差增大N2倍.因此,光学倍频仅适用于低速测量的场合.