基于光学图像分析的目标伪装效果评估对于提高现役主战装备在战场上的生存能力有重要的指导意义, 是****领域中研究的热点问题之一。为了给目标探测与识别、伪装方案设计等相关领域研究学者提供参考, 对传统光学伪装效果评估模型、神经网络评估模型、基于人眼视觉注意机制模型以及多属性决策模型进行了介绍, 阐述了目前国内外典型评估方法的基本思路及应用, 分析了不同模型的特点和不足以及光学伪装效果评估面临的问题。在此基础上, 指出模型训练样本的获取和模型参数的自适应性以及运动目标伪装评估的时效性是未来伪装效果评估的研究重点。

高光谱遥感影像包含了丰富的光谱信息, 对于地物具有极强的分辨能力, 从而促进了不需任何先验信息的高光谱异常目标探测技术的发展。 KRX（Kernel RX）异常探测算法巧妙地利用核函数将RX算法映射至高维特征空间, 加强了光谱中非线性信息的运用, 具有较强的可分辨性, 显著改善了低维空间的光谱不可分问题。 然而, 也暴露了KRX算法中病态Gram矩阵求逆误差大, 异常检测效率低等缺点。 为实现理论上KRX算法的强探测性能, 提出一种基于新型聚类方法的改进KRX探测算法（DC-KRX）。 （1）由于空间邻域像元具有较强的光谱相似性, 会造成Gram矩阵病态, 严重影响了异常探测效果, 因此背景虚检现象严重。 针对病态Gram矩阵的求逆误差问题, 算法改进了KRX算子, 对Gram矩阵进行奇异值分解, 选取特征值较大的主成分, 保证了Gram矩阵的求逆精度, 待测像元的探测结果采用l-2范数表示, 检测效果提高明显; （2）在改进KRX的基础上, 提出了空间聚类KRX算法。 空间像元之间具有光谱强相关性, 既造成了Gram矩阵的病态, 数据的冗余也影响了探测效率。 实验发现, 通过聚类算法可以合并像元于聚类中心, 减少空间维度, 提高计算效率; 同时, 聚类中心按照聚类大小被赋予不同的权重, 保证了探测精度; （3）另一方面, 选用合适的聚类算法是一个难点。 聚类KRX算法对于聚类算法的精度和实时性要求较高, 比较发现, 一种基于密度峰值快速搜索（DC）的新型聚类算法具有较好的聚类性能。 算法采用欧式距离计算任意像元的相似度, 利用局部密度和邻域距离作为聚类中心的联合判断准则, 对结果进行排序得到聚类中心。 实验发现, 该聚类算法计算速度快, 且能够对任意形状的分布进行聚类, 非常适合于维度较高, 成分复杂的高光谱图像, 且适用于较高次数的重复聚类。 DC-KRX算法提供了一种空间聚类预处理的高光谱异常探测新思路, 最后, 与国际主流探测算法对比发现, 该算法表现了较好的探测性能。 同时, 时效性对比分析发现, 聚类前后算法的检测效率提高了30%以上, 有效改善了KRX算法的实时性。

为了使降维结果更好地体现高光谱数据的空间结构信息,并进一步提高分类精度,提出了一种基于线性嵌入和张量流形的高光谱特征提取算法。不同于其他流形结构的表达方法,所提算法采用协同表示理论求解全局线性嵌入的权重矩阵,更有利于保持高维数据的全局信息,提高了流形结构表达的准确性。同时,建立了基于多特征描述的张量流形降维框架,得到的显式映射具有较强的可靠性和全局适应性。实验结果表明:与主成分分析、局部线性嵌入、拉普拉斯特征映射和线性保留投影等算法相比,所提算法表现出了更优越的分类性能。

针对空谱信息中普遍存在的异常干扰现象, 提出了基于空谱联合聚类的自适应核协同表示高光谱异常目标探测算法.算法充分发挥了基于密度的聚类算子(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise, DBSCAN)对于异常点的筛选特性, 在DBSCAN聚类去除异常波谱的基础上, 采用分波段子集随机投影变换对数据降维处理, 以减少谱噪声和谱冗余, 并采用DBSCAN聚类消除了局部背景像元中的杂乱点对协同探测算法结果的干扰.研究了背景离散度对核参选择的影响, 比较了不同的核估计方法, 并提出基于平均差的自适应核协同算法.采用该方法对AVIRIS和ROSIS的三组数据进行仿真实验并与现有算法进行了对比, 结果表明该算法表现出较好的探测性能.

相比于静态条件下的寻北方案, 动态寻北能够有效抑制光纤陀螺的各种随机误差, 大幅提高寻北快速性和定位精度。常见的动态寻北算法有最小二乘拟合法、数学函数调制解调法和单位函数调制解调法等。在最小二乘拟合算法原理的基础上, 利用Matlab/Simulink仿真工具建立了两种寻北模型, 并对模型适用性进行了检验。通过建立模型研究了转台转速、采样频率、随机噪声、采样点数及常值漂移对光纤陀螺动态寻北结果的影响。仿真实验结果表明随机漂移噪声是影响寻北精度的关键因素。采样点对寻北结果的影响表明, 采样点数足够多时, 寻北误差趋于稳定, 可以实现残周期采样的寻北从而缩短寻北时间。

针对传统液压系统检测中存在的传感器功能单一、体积较大、测量精度不高等问题, 提出一种光纤光栅复合传感器.该传感器以一体化的靶片式流量传感结构为基础, 融合光纤光栅压力和温度传感器, 可以实现对液压系统流量、压力和温度的同时测量.在对各参数传感模型理论分析的基础上, 对传感器的结构进行设计, 并制作了传感器实物.利用液压综合试验系统等设备对传感器进行了性能测试和参数标定, 得到其流量灵敏度为0.049 L/s, 压力灵敏度为28.4 pm/Mpa, 温度灵敏度为14.9 pm/℃, 验证了传感器设计的合理性.同时, 传感器的温度测量功能可在流量和压力测量中作为参考, 克服温度的交叉敏感效应, 提高传感器的环境适应能力.

为了便于光纤布喇格光栅传感系统的自动化测试及使用，利用光谱仪的远程控制端口，采用LabVIEW语言开发了具有友好界面的Q8384光谱仪远程应力自动化测试系统.将光纤布喇格光栅嵌入封装于钢梁中，并利用应力试验机进行应力加载，通过LabVIEW测试系统采集并处理实验数据，结果表明该系统功能与设计预期吻合，可以实现对被测量数据的实时监测及存储.测试设备易于操作，并且避免了对光谱仪的人为直接操作，可以延长光谱仪的使用寿命.

针对光纤布拉格光栅(FBG)准分布式传感解调系统进行了专门的研究。结合准分布式传感解调信息混杂、动态范围大等特点，自行搭建了FBG 传感解调系统。以实验室现有的复合传感器为平台，基于LabVIEW 软件，开发出一种适用于光纤光栅准分布式传感解调的测试平台，使得承载有温度、压力、流量信息的波长变化智能区分，并通过相应计算将被测物理量实时显示。通过实验，对温度、压力、流量传感器分别进行了标定，得出相应的计算参数；通过综合实验，系统分辨出了不同物理量的波长值并直接显示被测量，实现了高精度可视化实时显示的目的，验证了系统设计的可行性与可靠性。

针对传统流量测量中存在的测量灵敏度不高、测量参数单一，传感器体积较大等不足，提出一种基于光纤布拉格光栅（FBG）的多功能复合流量传感器。传感器以FBG差压式流量测量为结构主体，同时有机集成了FBG温度和压力传感器，从而实现对被测流体的流量、压力和温度的同时测量。在介绍FBG传感原理的基础上，分析了毛细钢管封装FBG温度传感器和盲管式FBG压力传感器的工作机理。同时，在分析差压式FBG流量传感器工作原理的基础上，介绍了FBG多功能复合流量传感器的结构和实现原理。分别采用水浴装置、压力表校验仪和综合流量测试台对多功能复合传感器中的FBG温度、压力和流量传感器进行了传感特性实验。测试结果表明，FBG温度传感器的灵敏度为0.015 nm/℃，FBG压力传感器的灵敏度为0.028 nm/MPa，FBG流量传感器的分辨率为0.068 L/s。同时，传感器的温度测量功能可作为参考，从而克服FBG压力及流量测量中的温度交叉敏感效应。

针对传统爬山搜索算法受调焦评价函数局部极值的干扰而不能准确聚焦的问题，提出一种基于调制传递函数辅助正焦判断的自动调焦搜索算法.该算法对爬山法进行改进，在选择图像清晰度评价函数基础上，同时考虑图像的调制传递函数值，综合判断搜索方向; 采用改进的刃边法，在自动完成刃边区域选择的基础上，可精确计算图像的调制传递函数值，并给出了改进算法的原理和实现. 为了衡量改进算法的性能，验证调焦系统成像效果，分别考虑搜索算法对不同调焦初始位置以及环境变化影响，在经纬仪自动调焦系统平台上展开算法的调焦实验分析.实验结果表明改进的自动调焦搜索算法能有效地排除局部极值干扰，使系统准确、可靠的调焦.