激光约束核聚变(ICF)是解决能源危机的有效途径,目前美国、日本等发达国家非常重视这方面的研究。在激光核聚变的实验研究中,高质量的靶标是实现点火的基础与保障,因此靶标的制作、装配、测量是激光核聚变中的一个重要环节。目前,有关靶标装配装置的研究工作在国内已经开展,但是在靶标装配过程中各零件空间位置的测量方法的研究及靶标装配完以后靶丸中心位置误差的测量方法的研究工作还没有报道。本课题针对图像测量方法在这两个测量问题中的应用进行了研究。论文首先介绍了对靶丸在装配好的靶标中的中心位置误差的测量方法的研究。本论文首先分析了靶标结构特点,并对靶标进行了显微成像试验;在此基础上提出了利用单个显微成像系统对靶丸中心位置误差进行测量的方案;该方法利用从靶标侧面和端面拍摄的图像来测得靶丸中心的位置误差。论文根据测量方案推导了测量数学模型,设计了测量试验装置,然后对实验装置进行了标定;针对在显微条件下普通标定算法的标定物制作困难的缺点,论文提出了一种利用量块和分辨率板对成像系统进行标定的方法,并用该方法标定了显微成像系统的参数。最后对两个靶标进行了测量试验,测量结果的极限误差3σ为6μm。针对靶标装配过程中各零件空间位置的测量问题,本论文提出了利用两个显微成像系统对其进行测量的方案。根据测量方案,建立了测量试验装置,并对实验装置进行了标定;在标定过程中,除了对单个成像系统进行标定外,论文提出了一种利用分辨率板和精密选转台对两个显微系统的光轴夹角进行测量的方法,并用该方法对光轴间的夹角进行了实际测量。最后对实验装置的测量精度进行了验证试验;试验结果表明该测量系统的测量误差小于7μm,完全满足0.01mm测量精度的要求。