基于图像处理的沥青路面纹理三维重建技术具有快速、全面、分辨率高等优点，针对沥青路面颜色集中、特征点不明显导致三维纹理检测精度低的问题，提出一种基于多尺度图像融合的双目视觉技术。通过加权最小二乘滤波实现图像多尺度分解，利用跨尺度聚合模型融合多尺度图像信息进行沥青路面三维重建，提高了双目重建的精度。通过区域纹理参数，将所提方法与激光扫描仪进行了比较。结果表明，所提方法的区域纹理参数结果与激光扫描仪的结果比较接近。

沥青路面三维纹理信息是表征路面抗滑等性能的重要信息。针对沥青路面弱纹理无纹理区域匹配错误率高对信息获取造成较大干扰的问题，提出了一种基于双目视觉立体匹配算法的路面三维纹理信息获取方法。首先搭建双目视觉测量平台，运用张正友棋盘格标定法获取双目相机的内外参数；然后针对双目相机采集的数字图像，使用引入跨尺度代价聚合模型的立体匹配算法得到较优的视差图；最后逆向重构得到路面纹理三维模型，进而获取路面纹理信息。实验结果表明：所提方法可以重构得到较为精确的路面三维模型，相对误差在5%内，对于路面纹理信息的获取具有较高的准确性和较好的鲁棒性。

提出了一种基于光纤光栅（FBG）的一体式三维加速度传感器。该传感器以十字梁为弹性体，采用有限元分析方法研究了弹性体的应变分布特征，5个光纤光栅按照特定的规则被封装在梁的表面。通过将两两组合的光纤光栅波长漂移量的差值作为传感器不同振动方向的输出信号，实现三维加速度的低耦合测量及温度补偿。振动测试结果表明，该传感器在x、y和z方向的谐振频率分别为2000，1920，1160 Hz，工作频带分别为20~1400 Hz、20~1300 Hz和10~800 Hz，在x、y和z方向的灵敏度分别为1.36，1.70，1.31 pm/g。该传感器具有良好的线性度、弱耦合性和温度补偿能力。

针对部分遥感图像整体亮度偏暗、边缘细节特征模糊和可视性不够理想的缺点,提出了一种基于非下采样轮廓波变换(NSCT)与加权引导滤波的增强方法来改善图像质量。先利用NSCT获取图像多尺度子带图像,再对低频子带图像采取全局映射调整亮度,利用加权引导滤波器代替Retinex中的高斯滤波器获取细节分量和基础分量,同时采用比例因子调整两分量在低频子带图像中的比例;采用改进的自适应贝叶斯阈值和非线性增益函数增强各个高频子带图像;最后将各子带信息通过NSCT逆重构得到增强图像。与传统图像增强算法相比,该方法在清晰度和信息熵等方面有所提高,较好地保留细节特征,明显提高视觉效果。

针对现有红外图像处理算法在处理桥梁钢制构件损伤图像时信噪比差, 对比度低, 分辨率低, 图像细节丢失, 边缘模糊, 损伤识别精准度差等问题, 本文提出空域滤波与时域滤波结合的红外图像增强算法, 以弥补现有算法不足, 从多方位抑制图像背景噪声, 增强图像细节信息, 强化损伤边缘轮廓, 实现钢构件损伤部位精准识别与提取, 并结合清晰度, 对比度, 峰值信噪比, 均方误差四大指标对处理结果进行定量评价, 评价结果表明基于高频强调滤波与非线性灰度转换结合的红外图像增强算法切实可行, 且针对红外图像检测下的钢构件损伤识别效果显著。

封装热应力所致smile效应是阵列封装大功率半导体激光器中普遍存在的问题。为解决这一问题, 本文在研究smile效应产生机理的基础上, 提出采用错温封装技术和热沉预应力封装技术降低smile效应的措施。以某808 nm水平阵列封装半导体激光器为例, 采用仿真分析的办法研究了上述技术的可行性和有效性。仿真分析表明, 采用传统封装技术, 在恢复至室温22 ℃后, 芯片smile值约为39.36 μm, 采用封装前升高芯片温度至429 ℃的错温封装技术, 可以将smile值降至1.9 μm; 若采用热沉预应力技术, 对热沉的两个端面沿长边方向分别施加190 N 的拉力, 可以将smile值降至0.35 μm。结果表明, 这两种封装措施是有效的。错温封装技术和热沉预应力封装技术具有易于实现的优点, 其中热沉预应力技术对于各种smile效应类型和不同的smile值都可以调整和修正。

针对大功率远程荧光粉型白光LED存在的散热问题，研究了其封装结构的散热设计方法。在分析现有远程荧光粉型白光LED封装结构及散热特点的基础上，提出将荧光粉层与芯片热隔离的同时开辟独立的荧光粉层散热路径的热设计方法。仿真分析结果表明: 新的设计能够在不增加灯珠径向尺寸的同时改善荧光粉层的散热能力。在相同边界条件下，改进设计后的荧光粉层温度较改进前降低了10.7 ℃，芯片温度降低了0.55 ℃。在芯片基座上设置热隔离槽对芯片和荧光粉层温度的影响可以忽略。为了达到最优的芯片和荧光粉层温度配置，对荧光粉层与芯片之间封装胶层厚度进行优化是必要的。新的封装方法将芯片和荧光粉层的散热问题相互独立出来，既避免了二者的相互加热问题，又增加了灯珠光学设计的自由度。

针对车载激光雷达不能同步测量道路目标距离和速度的问题，提出使用伪随机码调制发射光源的幅度，通过计算反射回波与调制码的相关函数测量道路目标的距离，同时计算反射回波与本地信号的差频测量目标的速度。首先，给出车载激光雷达框图并讨论伪随机码调制激光雷达用于同步测距测速所固有的问题；然后，提出一种非等间隔采样信号频谱分析方法分析差频；最后，仿真验证这种频谱分析方法应用于激光雷达测距测速系统的可行性。结果表明，在不改变传统伪随机码调制激光雷达测距性能的基础上，该方法可以同步测量道路目标的速度，且最大可测量速度超过360 km/h。

以某中等功率LED灯具为例, 设计了塑料散热器的基本构型。采用数值仿真的办法对散热器的性能进行分析, 并根据分析结果进行结构改进与优化。结果表明, 在同样构型下塑料散热器散热性能低于铝合金散热器; 与传统铝合金散热器不同, 当肋片高度达到30 mm后, 塑料散热器的散热能力趋于稳定; 虽然导热塑料的红外发射率较高, 仿真分析表明通过热辐射散出的热能只占总热很小的一部分, 所以塑料散热器的设计应以增加对流换热面积为主, 增加肋片与环境的视角系数是次要考虑因素。改进优化后的塑料散热器达到了和铝合金散热器相近的散热性能, 总质量较铝合金散热器减轻了30%, 验证了塑料散热器在降低产品重量方面的优越性。

为了对缺陷进行更加全面的判断,设计了一种新型三维缺陷检测方法,只需要根据单幅实时测量的工件图像,就可获得0°～180°范围内工件形貌的三维数据,进而对缺陷的平面及深度尺寸进行全面判断。其核心技术是根据单幅测量图像中留下的三维线索—灰度信息,进行亮度分析和转换,利用倾角和偏角计算物体深度信息。在工业现场磁性材料缺陷检测中,该方法在X和Y方向的分辨力达到0.1 mm,Z方向的分辨力达到0.007 mm。实验证明所使用的三维缺陷检测方法,工作方式简单,硬件成本低,处理速度快,精度高,适宜在工业现场应用。