光學影像測量儀的成像原理與坐標系構建是其實現高精度測量的核心基礎。
在成像原理方面，光學影像測量儀基于機器視覺技術，通過光學鏡頭將被測物體的影像投射到CCD傳感器上，形成數字圖像。這一過程涉及光學放大，利用光學顯微鏡對待測物體進行高倍率光學放大成像，使微小細節得以清晰呈現。隨后，CCD相機系統將放大后的物體影像送入計算機，通過專用測量軟件對影像進行處理，包括圖像增強、濾波、邊緣檢測、分割等操作，從而提取出物體的特征元素信息，如邊緣、輪廓等。
坐標系構建則是為了準確描述被測物體在三維空間中的位置和姿態。光學影像測量儀通常涉及四種坐標系統：世界坐標系、攝像機坐標系、成像平面坐標系和計算機圖像坐標系。世界坐標系是一個真實的參考坐標系，由用戶任意定義，可設定在空間中任何位置。攝像機坐標系以小孔攝像機模型的聚焦中心為原點，z軸與攝像機光軸重合，X、y軸分別與CCD成像單元排列的水平與垂直方向平行。成像平面坐標系中，f為鏡頭焦距，平面與鏡頭光軸垂直，x、y軸分別平行于攝像機坐標系的X、y軸。計算機圖像坐標系是在計算機中以像素為單位的二維坐標系，原點位于圖像左上角，u、v軸分別平行于圖像平面坐標系的X和Y軸。通過建立這些坐標系，并確定它們之間的轉換關系，光學影像測量儀能夠實現對被測物體尺寸、形狀、位置等參數的精確測量。
