随着微纳加工技术的发展，微纳尺度空间三维测量技术需求越来越大。目前， 高端微纳结构三维测量仪器主要是国外进口设备，国内在核心技术和工程化方面 尚不足。在系统研究干涉显微测量技术和结构光共焦测量技术的基础上，提出了 干涉共焦显微镜方案，并得到专利授权，进行了仿真验证，光机结构设计和加工， 核心算法研究，软件编写，原型样机测试和改进等工作。提出一种基于可编程照 明的显微镜测量模式(申请专利)克服样品多反射率的影响;提出了一种基于选 择采样的相位求取算法，克服相移误差影响;在核心器件设计上，任务开展了低

本发明公开了一种面扫描三维测量系统精度的实时调整方法。 首先通过判断相机内外部参数是否符合当前工作状态要求来确定面扫 描三维测量系统的精度是否符合要求，如果相机内外部参数符合当前 工作状态要求则继续测量，否则利用 Levenberg-Marquardt 算法对相机 内外部参数进行优化，使目标函数的平均值最小，此时认为相机内外 部参数是最优的；接着判断目标函数的平均值是否小于误差阈值，是 则用优化后的相机内外部参数继续测量，否则提示用户重新进行标定。 本方法能实时、在线地进行精度自检测和相机参数自动优化，在不重 复标定的情况下，能够使得相机的重投影误差平均值保持在 0.0028 像 素左右达 20 天以上。

本发明公开了一种基于 GPU 的物体三维面形测量方法，属于物 体三维测量技术领域。该方法具体为：投影仪投射结构光栅到被测物 体表面，同时使用两个相机连续拍摄被测物体表面得到两组图像序列， 将两组图像序列保存到计算机内存中；GPU 并行地完成图像的畸变校 正、解相、对应点匹配和三维重构；GPU 将三维重构得到的物体三维 坐标点传送给计算机内存；重复执行上述步骤，直到测量结束，释放 GPU 的存储空间。本发明利用 GPU

面结构光三维测量技术是近几年飞速发展的光学三维测量技术，是基于条纹投影的物体三维面形重建技术。它利用物体面形对标准正弦条纹图的相位调制并对图像进行相位解调实现物体三维检测。该系统包括高质量面结构光投影模块、低失真图像采集模块及快速的数据处理算法。该测量系统中，标定准确的相位与空间三维坐标的关系是该三维测量技术至关重要的步骤。由于面结构光三维测量技术具有速度快、非接触、精度高等优点逐步受到人们的重视，它被认为是目前最有前途、最有发展潜力的三维测量技术。 一、主要功能和应用领域 该面结构光三维测量系统结合特定的标定技术，确定各个系统参数，建立相位与空间三维坐标的数学关系，改善系统的精确度及灵和性。该测量系统适用于工业制造、产品检测、模具设计、逆向工程、生物医学、文物保护、机器视觉等领域，具有广阔的应用前景。 二、特色及先进性 1、系统结构任意摆放 该任意摆放面结构光三维测量系统的组成部件在空间位置相对任意，易于在实地测量中使用。它在几何结构、光路等方面没有严格的平行性、垂直性要求，仅需要图像采集系统的视场被投影系统的视场所覆盖。 2、标定技术经济实惠且使用灵活 系统标定的过程中，仅需一种打印的棋盘格作为标定板，相比于制作困难且成本高昂3D标准件，该技术成本低，具有极高的实用性。同时，标定板的位置可以随机、任意放于测量视场中的任何一个空间位置，相比于现行的标定技术，具有极大的灵活性。 3、高分辨率 基于任意摆放面结构光三维测量系统，避免现行测量方法中因系统设置不准而造成的测量误差；考虑镜头引起的畸变现象，对每个像素点标定，降低畸变对测量结果的不良影响；采用最小二乘拟合算法，对多组数据拟合，保证相位与空间三维坐标关系的准确性。 4、测量系统技术指标 物体面形三维测量对测量仪器的分辨率、稳定性有较高要求，且部分算法复杂，所设计的系统采用联机方式。系统主要技术指标：测量范围：200mm×300mm×200mm，且连续可调；横向分辨率：可达0.06mm(主要受相机分辨率的限制，本系统采用AVT-GT1660C相机)；纵向分辨率：可达0.02mm 四、能为产业解决的关键问题和实施后可取得的效果 1、基于任意摆放面结构光三维测量系统，解决传统系统设置难度大、对测量环境稳定要求高的困难。 2、标定技术可适用于任何面结构光三维测量系统，解决了现行标定技术使用范围较窄的问题。 3、该测量系统和标定技术具有高分辨率且经济实用，极大提高面结构光三维测量技术测量精度，拓展了面结构光三维测量技术的应用领域。

该面结构光三维测量系统结合特定的标定技术，确定各个系统参数，建立相位与空间三维坐标的数学关系，改善系统的精确度及灵和性。该测量系统适用于工业制造、产品检测、模具设计、逆向工程、生物医学、文物保护、机器视觉等领域，具有广阔的应用前景。

本发明公开了一种纳米结构三维形貌测量方法及其装置，可以同时测量纳米结构线宽、深度、侧墙角、线缘粗糙度、线宽粗糙度等三维形貌参数的方法及装置。本发明方法步骤如下：将波长为紫外到近红外波段的光束经分光、起偏、前后相位补偿得到的椭圆偏振光投射到待测；采集待测结构表面反射零级衍射信号，计算得到纳米结构测量穆勒矩阵；将测量穆勒矩阵与理论穆勒矩阵进行匹配，提取得到待测纳米尺寸结构的三维形貌参数值。本发明所提供的纳米结构三维形貌参数测量装置，能为基于图形转移的批量制造方法如光刻和纳米压印等工艺中所涉及的一维和二维

一种智能同轴一维钢筋混凝土构件的介电常数测量设备。介电常数测量设备与被测智能同轴一维钢筋混凝土构件的内、外导体共同完成测量。智能同轴一维钢筋混凝土构件内的钢筋为同轴电缆结构，有外导体和内导体，外导体与内导体均由若干箍筋、纵筋组合而成。介电常数测量设备由控制服务器、微处理器、信号源、功分器组、反向信号隔离器、定向耦合器、程控衰减器组、信号解析器组和测量连接端口组成，控制服务器连接通信接口，通过通信接口与微处理器进行通信。本介电常数测量设备在不改变混凝土构件结构基础上，使混凝土材料自身成为一种智能传感材料。实时监测混凝土介电常数的变化，从而监测混凝土各阶段的健康状况，操作简单、可靠。

本发明公开一种最小二乘拟合动态频率测量方法，依次包括以下步骤：将电网连续信号通过A/D转换采样，形成等时间间隔离散信号；采用FIR数字滤波器提取较为纯净的基波离散信号并形成采样矩阵；应用二元函数泰勒展开式，提取电网信号中的频率偏差量和频率变化率偏差量，离线计算常系数矩阵；应用最小二乘法，求出含有频率偏差量和频率变化率偏差量的未知参数矩阵；求出该数据窗内每个采样点的动态频率。本发明以多元泰勒级数为基础，建立电网信号测量矩阵方程，并且采用最小二乘法解决方程线性拟合问题，在跟踪频率的同时，还能对频率变化率进行监测，具有精确度高，实时性好和抗干扰性强等特点。

本发明公开了一种叶片进排气边三维非接触式测量装置，包括 基台、直线导轨、三维激光测量装置、六自由度机器人、伺服电机、 光电编码器、滚珠丝杠机构和系统控制主机，三维激光测量装置安装 于直线导轨上，其包括两个三维激光轮廓扫描仪，两个三维激光轮廓 扫描仪用于测量叶片在靠近进排气边的部位的两侧轮廓；六自由度机 器人用于夹持叶片；伺服电机；光电编码器安装于伺服电机上，用于 测量三维激光测量装置在直线导轨上的位置；系统控制主机用于规划 六自由度机器人测量作业路径并同步采集六自由度机器人空间位姿、 光电编码器反馈脉冲和三维激光测量装置测量得到的叶片轮廓。本发明采用非接触式测量方式，具有成本低、效率高、编程简单方便等优 点。