为实现在光电跟踪系统条件下的高精度测量并且满足复杂环境下高精度目标匹配, 本文选用去均值归一化互相关匹配算法。为提高匹配速度以及跟踪实时性, 利用和表法计算公式中图像求和、平方和图像匹配互相关来简化计算复杂度；采用小波分层金字塔法作为搜索策略, 并将模板质心作为参考点进行十字形搜索, 引入终止阈值减少误匹配点进一步提高搜索速度。为验证该算法的有效性, 实验中将光电跟踪系统放置在二维转台上, 调整转台利用该算法跟踪目标靶板。实验结果表明, 目标脱靶量控制在 3个像素以内, 该算法在光电跟踪系统上可实现高精度稳定跟踪。

为实现对空间动态目标的稳定跟踪, 介绍了一种高精确度双框架结构伺服系统, 通过标定提高了其指向精确度。利用旋转变压器作为角度位置传感器, 通过激光测距机和相机实现远场目标的稳定跟踪。利用高精确度单轴转台、激光测距机和平面反射镜对伺服系统双框架指向精确度进行标定实验测量。针对伺服系统几何误差, 对获得的采样数据进行分段直线拟合, 并写入控制程序。对测量数据进行分段检索定位, 通过拟合直线参数对数据进行修正。实验结果表明, 标定后的双框架伺服系统指向精确度优于 16", 可有效提高伺服系统指向精确度。

针对动态角度测量的成本高及精度低的问题，提出一种基于非合作目标视觉跟踪的光电测量方法。利用安装在被测对象上的光电伺服平台搭载相机和激光测距仪对非合作目标进行实时跟踪和距离测量，根据伺服平台输出的精密角度、非合作目标距离和被测角度之间的转化关系计算出被测动态角度值。研制了基于光电伺服平台的动态角度测量装置，并对其进行了精度标定和误差分析。利用高精度旋转台模拟被测动态角度进行实验，验证了测量方法的可行性。实验结果表明在测量空间11.082 m 范围内，测角误差在±0.09°以内。

为了突出图像纹理细节的同时保留平滑区域，节省确定分数阶微分阶次的时间，提出了一种改进的自适应分数阶微分算子。首先将经典Tiansi 模板分解为四个不同方向，分别与待处理像素点进行卷积，达到增强图像纹理细节的效果；其次针对Tiansi 算子需通过多次实验确定最佳微分阶次的现状，结合图像的局部特征信息，构建了具有自适应能力的分数阶阶次模型，能够获得比原图像更丰富的细节信息。对多组不同场景图像的实验结果表明：构建的自适应分数阶微分算子有效地增强了图像的纹理细节，自适应分数阶微分算子的主观视觉效果和客观评价指标均优于原图像，其客观评价指标中的平均梯度、信息熵、对比度相比原图像平均提高190.3%、8.1%、18.3%；平均梯度、对比度相比Tiansi 算子处理后的图像平均提高45.0%、9.6%。

提出了一种多波长红外激光二极管的封装结构，为了提高该二极管输出的860、905、1064 nm(脉冲/单模)等多种波长激光光束的平行性，对该封装结构下几种光束的准直技术展开研究。通过对高斯光束在傍轴、离轴两种状态下的成像分析，总结并提出了一种“准共轴”激光光束的成像理论，在该理论基础上设计了多波长激光二极管的准直光学系统，并通过光学设计软件建立了相应的光路模型。在该光路模型指导下制备了多波长激光光源样机，并通过实验对该样机输出的“准共轴”光束的平行性进行验证。实验结果表明，该样机体积小、质量轻，其输出的“准共轴”光束覆盖了860、905、1064 nm(脉冲/单模)等多种波长，并具备良好的平行性。

基于计数器的延时电路是激光测距仪器模拟检测常用的延时器, 但其启动信号与首计数脉冲之间往往存在小于一个计数时钟周期的偏差, 提出一种基于可编程逻辑阵列(FPGA)的补偿方法对该偏差进行补偿。该方法利用FPGA内部的进位延迟线实现时间-数字转换电路, 可精确测量计数器启动信号与首计数脉冲间的时间偏差, 分辨精度可以达到80 ps。该时间偏差转化为模拟距离偏差值用于对计数器延时效果进行补偿, 大大提高了延时时间模拟空间距离的精度, 增强了对激光测距仪器的模拟检测能力。

鉴于红外装甲目标检测中红外图像对比度低、背景复杂，导致图像的信噪比低而难于进行目标的检测，提出一种基于小波和改进的分形理论相结合的背景抑制方法。针对红外图像呈现的相关性强的特点，利用小波分析将图像中的低频缓变背景滤除，得到包含目标和强边缘杂波的图像；又由于目标分形维数对尺度的敏感程度高于边缘杂波的分形维数，提出通过计算图像在不同尺度内不规则因子的变化率来进一步抑制背景中的边缘杂波。实验表明：该算法能显著提高图像的信噪比(信噪比增益在2左右)，对背景边缘有很好的抑制效果。

糖浓度是梨果内部品质的重要指标。 实验测得了梨果的近红外漫反射吸光度谱, 并且对其进行了光谱预处理, 包括多元散射校正(MSC)、 基线校正(baseline correction)、 标准正态变量变换(SNV)和平滑去噪(moving average)。 结果表明, 经过预处理后的吸光度谱在光谱归一化、 噪声消减等方面有着较为明显的优势。 使用偏最小二乘法(PLS)对原始吸光度谱和预处理后的吸光度谱分别进行处理, 得到结论: 应用平滑去噪预处理后的吸光度谱进行预测的准确度优于原始吸光度谱, 得相关系数为0.990 8, 预测标准偏差为0.019 0。

在厚膜多孔硅(PS)/氧化多孔硅(OPS)衬底上,结合聚酰亚胺涂层改善表面,研制低损耗、高性能射频(RF)/微波(MW)共平面波导CPW(Coplanar Waveguide).通过在N和P型硅上形成不同厚度PS膜,并对其上的CPW进行分析比较,厚膜PS与石英的共面波导插入损耗非常接近,远小于在2000Ω·cm高阻硅上形成的多晶硅-氧化硅组合衬底:在0-33GHz范围,插入损耗小于5dB/1.2cm;33-40GHz范围,小于7.5dB/1.2cm.