本文的研究工作针对以上问题展开。 首先，论述了光学成像系统的原理和自动测量系统的组成。根据自动影像测量要求提出了硬件的选用原则，通过实验提出了了测量系统的标定方法。由于图像处理和分析是自动影像测量的重要步骤，分析图像噪声的来源，并且探讨了除噪和预处理方法。 其次，在研究对焦原理的基础上，分析和比较了能量梯度函数、熵函数等多种对焦评价函数的性能，提出了改进的对焦评价算法。针对自动影像测量对焦传统的爬山搜索算法的缺陷，提出了一种改进的爬山搜索算法。研究了粗调和精调对焦评价函数的特点，提出了粗调和精调对焦评价函数的选择原则。 最后，通过对8类不同工件的手动对焦对比实验，提出了各种对焦函数的适用范围，结果表明改进的对焦评价算法具有精度高、稳定和快速的特点。通过试验分析了评价窗口的大小和对焦窗口的位置对对焦性能的影响。通过对3号工件自动对焦实验，分析了影响自动对焦速度的因素。根据高度测量原理，采用对焦技术测量标准量块的高度，试验结果证明手动和自动对焦的测量精度达到微米级。