光学测角法是高精度动态角度测量的一种有效的解决途径。对目前发展较快的几种角度测量的光学方法--圆光栅测角法、光学内反射小角度测量法、激光干涉测角法和环形激光测角法进行了详细的介绍，并且分别给出了每种方法的测量原理和发展形状，比较了各种方法的优缺点，给出了每种方法的应用场合和发展前景。

　本文描述一种用双频激光干涉法测量转角的新方法,在玻璃楔形平板上加工反射式闪耀光栅,用该光栅楔形平板作为一个新的部件,以代替反射用的角锥棱镜,不仅简化了测量装置,减小了干涉仪的尺寸,而且装调方便。该装置不但可以测量转角,还可用于测量360°整周角度。本文给出了测量原理和测量装置,还给出了减小和补偿测量误差的方法。用于转角测量的实验表明,该装置的测量精度高,测角分辨力可达0.02"。

本文提出了一种基于手持式测量棒的三目视觉坐标测量系统。文中阐述了该系统的结构设计理论及测量原理，引入了一种全新的采用冗余差分技术的测量棒的结构．并且对其结构特点．及其实现自标定的原理进行了详细的分析。

采用信号处理的方法对激光干涉测角系统的特性进行线性化处理,需要产生两路正交信号.采用空间互相垂直的两套干涉系统获得信号难免会使系统复杂、调整困难,因此提出了一种插值处理方法,可以利用测量得到的一路信号获得线性输出信号.输出信号的非线性误差较处理前大大减小了,但是无法满足高精度测量的要求.还提出了针对误差产生的原因进行的误差补偿技术.实验结果表明,提出的方法可以实现任意转角的高精度测量,光程差的测量误差小于±0.2μm,对应的转角测量误差为0.63″.

本文提出一种分段式图像测量系统，可实现大尺寸弧长的精密在线测量，对于8m长的弧长，测量精度可达0.4mm。文章给出了具体的精度分析和优化计算结论。该系统还可用于其他二维大尺寸物体的精密测量和大型立式数控车床的升级改造。

本文在分析了传统二维坐标测量系统的优缺点的基础上,提出了一种新的基于CCD图像技术的二维坐标测量系统-二维图像测量机.该系统的读数部分、调焦与瞄准部分均采用CCD图像技术.文中给出了新系统的结构、原理,研究了系统实现的关键技术,并对新系统进行了实验研究与比对,最后,分析了系统的精度.

详细描述了系统的构成。实验结果表明，所设计研制的光纤传感测量系统能很好地实现复杂轮廓表面形状的检测问题。测量系统的稳定性优于0．15％，高度分辨力优于0．4μm，定位测量的重复性达到±3μm，由于在传感头端部采用了自聚焦透镜技术，使该传感器有较高的横向分辨力，能有效地实现对微小复杂形状尺寸的扫描检测。将系统用于螺纹型面的检测，测量结果与用万能工具显微镜的检测结果比对，证明了本测量系统的实用性和方法和正确性。

大尺寸测量仪中三轴驱动系统是实现测量自动化和扩大量程的基础,本文提出一种基于单片机的步进电机驱动系统,能够实现三轴相互独立的运动,而且结构简单,成本很低,有很广泛的应用价值.

本文将单摄像机与三坐标测量机结合设计了一种自由曲面的三维坐标测量方法.自由曲面的表面经坐标测量机带动摄像机序列采集图像后形成图像体积,然后使用调焦评价函数在图像体积内寻优判断,找到自由曲面的正焦图像表面.根据物像关系式和正焦图像表面即可推得自由曲面点的三维坐标.经实验比较,本系统测量结果与接触式坐标测量机测量曲面点Z坐标极限偏差13 μm.

本文提出了一种新颖的图像目标面积测量方法，它适用于具有光滑且不规则形状边缘的目标面积的精确计算。该方法应用动态轮廓线模型，分为2个步骤。首先利用特征搜索和迭代算法使动态轮廓线由初始位置向目标轮廓边缘收敛。其次，对于收敛后的动态轮廓线，使用基于B样条曲线的封闭曲线面积计算公式，准确计算出目标面积。实验表明，该方法的平均计算误差为±0．5％。与传统面积测量方法相比，这种方法具有很强的鲁棒性，它特别适用于目标背景存在各种噪声和目标内部具有复杂边缘的面积计算情况。