回转体测量机由回转工件台和测量架组成，能够在工件一次装卡条件下对回转体零件的内外轮廓参数进行高精度的快速检测。根据该测量机的结构特点，分析了测量机的各项系统误差，提出了测量架运动直线与回转轴线之间平行度、测头的测量方向与回转轴线的垂直度、测头偏心等系统误差的标定方法，建立了标定数学模型，剔除了由于标准件加工、安装等不确定度对标定的影响，降低了对标准件的加工精度要求。进行了标定和对比测量实验，结果表明，测量机标定后的系统误差小于2μm，对直径293．5mm、高度1500mm的回转体工件进行测量时，直径误差小于5μm，满足高精度测量要求。

介绍了一种光学非接触式测量活塞中凸型线和椭圆曲线的方法,并给出了误差分析和实验结果.

根据所提出的基于公共光学基准的大尺寸空间的角度测量原理,提出了相应的测量系统的精度设计方法、测量系统主要器件位姿误差的检测与调整方法,并提出了测量准确度的评定方法;借助水平仪的监测,在大尺寸空间内建立标准角度并对其进行测量,实现了对测量准确度的评定。

近年来，三坐标测量机正在迅速发展。测头作为三坐标测量机的基本部件之一，与测量机的功能、工作效率、精度密切相关。光学非接触测头具有测量精度高，没有测量力，没有摩擦，测量速度与采样频率高等特点，是目前研究比较活跃的领域。本文中所讲到的共焦测头就是光学非接触测头的一种。本文在研究了共焦法测量传感器及其测量系统的基础上，提出了一种通过测量连续两个峰值信号的时间差来计算被测表面位置的方法。这种测头舍弃了参考信号，简化了系统结构，降低了成本，实用性更强。

本文介绍了一种基于FPGA的三坐标测量机电机控制系统。为了保证三坐标测量机电机运行，需要有一个能够连接上位机与驱动器的运动控制电路。这个电路需要实现对上位机命令和驱动器反馈信号的处理，并且能够处理一些突发事件，保证三坐标测量机的安全运行。本文重点分析了基于FPGA的三坐标测量机的电机控制电路的实现。本系统实现了用脉冲控制电机运行，精度较高，实现了对电机运行状态的监测，并且在限位信号发出后，电机能够及时停止，防止出现危险，安全性较高，适用于三坐标测量机的电机运行控制。

提出了一种采用视觉检测技术测量机械零件台阶位置尺寸的非接触测量方法，线结构光以一定角度入射于零件表面上，在零件表面台阶位置处产生一段细小的折线光束，CCD摄像机采集光束图形，经过中值滤波、边缘检测等预处理操作后，提取折线光束的轮廓，然后分别对上下轮廓线用最小二乘法进行直线拟合和多次迭代计算，得到折线拐点两侧的直线方程，两直线的交点，即为零件表面的台阶位置。与接触式测量相比，精度满足的同时，可靠性高，重复性好，测量速度快，成本低，可实现对机械零件台阶位置的在线实时检测。

影响激光跟踪干涉测量系统精度的关键部位是它的跟踪转镜机构,入射光在跟踪转镜上的入射位置偏离旋转中心,对测量精度影响很大,而且只能人工调整激光入射在跟踪转镜上的位置.本文从入射光和反射光出发,提出的检测方法对这一个问题的解决有一定的指导作用.

介绍了四路激光跟踪干涉三维坐标测量系统的工作原理,由于系统具有冗余特性,可以实现系统的自标定.重点研究了系统自标定的原理,采用初始动点的概念代替初始长度,建立了正确的自标定模型.提出了系统的标定和测量过程相互统一的新特征.最后综合运用各种数值算法对自标定模型进行了计算机仿真.仿真结果表明,激光跟踪干涉仪的测量误差对自标定参数的计算结果有重大影响.因此,自标定过程中需要保证激光跟踪干涉仪的测距精度.

研究了基于多边法的三维坐标测量系统的自标定问题,并首次给出了四路激光跟踪干涉仪和测量点布局的一些指导性原则.首先从系统自标定的数学模型入手,指出影响系统自标定的各个因素.通过大量的计算机仿真,研究各个因素对系统自标定的影响规律.最后综合得到了系统自标定应遵循的一些指导性原则,这些原则对于实际操作时进行合理的系统自标定、提高自标定精度乃至提高整个系统的测量精度具有重要意义.

介绍了冗余技术在多路激光跟踪干涉三维坐标测量系统中的应用.在分析激光跟踪干涉仪工作原理的基础上,采用3/n[G]表决冗余方式,进行了系统的冗余设计.详细论述了基于系统的冗余技术实现的各种重大作用如系统的自标定、挡光自恢复和误差补偿等.最后指出冗余设计应当成为系统设计的一项重要原则.