为提高超磁致伸缩致动器（GMA）偏置磁场的均匀度, 设计了叠堆式超磁致伸缩致动器（SGMA）, 建立了SGMA的磁场分布模型, 并对模型进行分析研究。首先, 通过分析传统GMA偏磁施加方式的特点和不足, 采用永磁体和GMM棒交替排布的结构形式, 设计了SGMA; 然后, 将磁路模型和毕奥-萨伐尔定律相结合, 建立了能够准确描述SGMA磁场特点的磁场分布模型; 接着, 利用所建立磁场分布模型分析了不同参数对SGMA磁场分布特征的影响, 提出了SGMA结构设计方法; 最后, 通过实验完成了模型验证。结果表明: 采用本文建立的模型描述SGMA磁场分布时, 最大相对误差低于4%; 在预测SGMA的输出位移时, 最大相对误差低于5%。该模型有助于准确刻画SGMA的工作状态, 提高SGMA的系统精度, 并为SGMA结构设计提供参考依据。

为了研究气压对车载光电系统成像质量的影响，在分析气压变化对光电系统离焦影响的基础上，建立了气压引起光电系统成像模糊的数学模型。通过建立某轮式火炮瞄准镜的光学系统模型，并设置不同的环境气压对系统模型进行仿真分析，最终得到了不同气压下该瞄准镜的成像仿真图像。利用灰度平均梯度法对仿真图像进行评价，并得出结论：环境气压越低，图像越模糊，该瞄准镜的成像质量越差。此研究对新型车载光电系统的环境适应性设计具有重要的参考价值。

为了提高超磁致伸缩换能器的作动行程, 以获得足够大的发音强度, 并使之满足发音装置体积小、装配零件少的要求, 结合超磁致伸缩材料（GMM）的优良特性, 提出一种基于三角放大原理的弓张式GMM换能器。该换能器以GMM棒作为驱动元件, 通过固定弓张结构的一端, 将双向输出转变为单向输出, 同时利用柔性铰链结构, 进一步增大换能器的位移输出。通过分析换能器的工作原理, 计算得到其理论放大倍数为2.73, 与所建立的有限元仿真模型计算得到的放大倍数2.8相近。制作了试验样机并搭建了相应的试验系统, 得到在1 kHz范围内换能器最大输出位移为15.5 μm, 与仿真结果14.058 μm相近。提出的弓张结构实现了换能器的位移放大, 相应的分析方法也较好地反映了换能器的输出特性。

为了研究温度对车载瞄准镜成像质量的影响，在分析温度变化对光学系统结构参数影响的基础上，以某火炮瞄准镜为研究对象，建立其光学系统模型，通过设置不同的环境温度对系统模型进行了仿真分析。利用弥散斑的均方根值来表征光学系统的成像质量，得到了不同温度下该瞄准镜成像质量的变化规律。仿真结果表明：该瞄准镜在低温环境下的成像质量总体优于高温环境，并且在－20 ℃左右达到最优。此研究为进一步评估温度对车载光电系统成像性能的影响打下了良好基础，为新型车载瞄准镜的环境适应性设计提供了重要的参考。

针对振动影响光电系统成像质量的问题,利用六自由度隔振系统和图像采集系统组合搭建了相应的模拟光电成像试验系统,通过振动台试验采集不同振动环境下的图像序列,对采集到的图像清晰度进行计算来分析振幅和频率等振动的参数对成像质量的影响.试验结果表明,对于光电成像系统,振动的振幅相比频率对成像质量的影响更大.对于不同频率的振动,在各阶频率的振幅相等的情况下,高频振动对成像质量的影响大于低频振动.试验研究成果对于探索和了解振动对光电成像系统成像质量影响的机理研究具有一定的参考和应用价值,同时对于工程实际中减振方案的设计和减震器的合理选择具有一定的指导意义.

车道检测算法的研究是智能车辆基于道路标识线或边界信息自主导航的首要环节。根据道路先验知识和驾驶员视觉处理经验，将道路图像分为近景和远景区域，近景区使用直线模型拟合车道线，远景区切换直线模型或三次曲线模型匹配车道线。融合道路图像的梯度幅值、梯度方向和灰度特征信息，建立概率判别函数，采用基于遗传算法操作的改进粒子群优化算法，快速搜索关于概率函数的最优模型参数，实现对车道的检测。对实际道路图像的试验结果表明，在路面存在阴影、光照不均匀、车辆遮挡以及车道标识线污损情况下，该算法都能很好地识别车道，具有很强的鲁棒性。