O princípio de imagem e a construção do sistema de coordenadas do medidor de imagem óptica são a base fundamental para a realização de medições de alta precisão.

Em termos de princípio de imagem, o medidor de imagem óptica é baseado na tecnologia de visão de máquina, projetando imagens do objeto medido para o sensor CCD através de lentes ópticas para formar imagens digitais. Este processo envolve amplificação óptica, usando um microscópio óptico para obter imagens de alta magnificação óptica do objeto de medição, permitindo que pequenos detalhes sejam apresentados claramente. Em seguida, o sistema de câmera CCD envia a imagem do objeto ampliada para o computador e processa a imagem através de um software de medição dedicado, incluindo melhoria de imagem, filtragem, detecção de bordas, separação e outras operações, extraindo informações sobre elementos característicos do objeto, como bordas, contornos, etc.

O sistema de coordenadas foi construído para descrever com precisão a posição e a postura do objeto em 3D. Os medidores de imagem óptica geralmente envolvem quatro sistemas de coordenadas: o sistema de coordenadas do mundo, o sistema de coordenadas da câmera, o sistema de coordenadas do plano de imagem e o sistema de coordenadas da imagem de computador. O sistema de coordenadas do mundo é um verdadeiro sistema de coordenadas de referência, definido arbitrariamente pelo usuário, que pode ser definido em qualquer lugar no espaço. O sistema de coordenadas da câmera tem como ponto de origem o centro de foco do modelo de câmera de pequenos buracos, o eixo z coincide com o eixo óptico da câmera, e os eixos X e y são alinhados horizontalmente e verticalmente paralelos à unidade de imagem CCD, respectivamente. No sistema de coordenadas do plano de imagem, f é a distância focal da lente, o plano e o eixo óptico da lente são verticais, e os eixos x e y são respectivamente paralelos aos eixos X e y do sistema de coordenadas da câmera. O sistema de coordenadas de imagem de computador é um sistema de coordenadas bidimensionais em pixels no computador, com o ponto de origem no canto superior esquerdo da imagem, com os eixos u e v paralelos aos eixos X e Y do sistema de coordenadas de plano da imagem, respectivamente. Ao estabelecer esses sistemas de coordenadas e determinar as relações de conversão entre eles, o medidor de imagem óptica permite medições precisas de parâmetros como tamanho, forma, posição e outros.