地聚合物因其节能减排、性能优异而广受关注。本工作提出了地聚合物相调控的概念，并在矿渣基地聚合物体系中，使用煅烧层状双氢氧化物(CLDHs)，研究其对微观结构和性能的影响。同步辐射高能XRD及PDF计算、TEM等表征结果揭示了CLDH的再水化反应，在微观结构上提高了晶胶比和凝胶的短程有序性。在宏观性能上，掺入CLDH的地聚合物力学性能和保水性得到提高，自收缩和干燥收缩显著降低。掺用CLDH作为改善地聚合物微观结构的一种技术方法，有助于解决地聚合物的性能缺陷问题，为制备高性能地聚合物提供了一个新思路。

针对电厂高温管道红外图像背景复杂、干扰较多的特点，结合电厂巡检机器人系统对图像处理算法的需求，提出了基于改进二维最大类间方差法(OTSU)和区域生长法的电厂高温管道缺陷定位与分割方法。将红外图像灰度化后，通过改进二维 OTSU进行预分割，提取出管道区域；基于管道区域灰度直方图，结合邻域灰度均值，实现多种子点的自动检测与定位；采用基于生长区域灰度均值和标准差的自适应阈值以及基于 Prewitt算子的梯度幅值改进的生长准则完成缺陷区域的分割。实验证明，所提算法不仅能实现电厂高温管道多缺陷自动检测与定位，而且能精确地提取出缺陷区域，准确性高且具有良好的实时性。

相机间位姿关系是影响图像式无砟轨道路基沉降测量精度的主要因素。监测站中相机必需指向各自的监测靶面,因此相机间常存在无公共视场的情况。根据机器视觉中手眼标定问题与相机间位姿标定的等价性,提出了一种基于特征点的相机间位姿标定方法。通过在监测靶面上设置4个呈方形分布的特征点,使相机组执行2次运动,并在3个不同的位置拍摄靶面图像,通过P4P(perspective-four-point)算法求解相机与靶标的位姿关系,进而得到相机的移动轨迹;用矩阵重排的方法求得相机间位姿转换矩阵,并利用Levenberg-Marquardt算法进行非线性优化。仿真结果表明噪声方差在1 pixel内时角度误差小于0.03°,平移误差小于0.3 cm。通过仿真验证了本文方法的有效性与实用性,本文方法能够满足无砟轨道路基沉降测量的需求。

图像式无砟轨道路基沉降监测系统中,列车运营过程中受振动等因素影响,靶面和相机的相对偏转会影响光斑中心定位结果的精度。因此,设计了一种监测靶面位姿测量系统,通过靶面位姿解算得到偏转角,实现对光斑中心定位结果的修正。首先,将单目视觉和监测靶面相结合,根据靶面二维特征点之间已知的几何约束关系建立摄像机的透视投影模型;然后,基于P5P问题,使用HOMO算法对靶面位姿进行线性求解,在此基础上通过非线性Levenberg-Marqurdt算法得到位姿优化解。系统可以进行实时的特征点图像处理和位姿解算。搭建了无砟轨道表面沉降监测中靶面位姿测量系统的实验平台,以高精度的三维精密旋转台为基准,将靶面竖直安装在三维精密仪上,通过控制三维精密仪的旋转角度获取靶面位姿测量的数据。实验结果表明:当分别绕X、Y和Z轴转动角度在[-5°,5°]时,位姿测量系统三个方向的均方根误差分别是0.048°,0.052°,0.056°,整个测量过程时间为0.9 s,测量系统的时间和精度均满足图像式无砟轨道路基表面沉降监测系统的测量要求。

针对Mirau型干涉显微物镜中干涉平板的装配误差问题,建立了参考板倾斜时的干涉光强表征模型,通过对光瞳面内测试光束和参考光束的分割,求解参考板倾斜时干涉光强的积分表达形式,通过数值计算定量分析参考板倾斜度对干涉条纹包络、对比度的影响,并采用宽带光八步移相算法进行三维形貌复原,据此确定参考板倾斜误差的容限。设计了50×Mirau型干涉显微物镜的参考板倾斜验证结构,通过实验测量了标准台阶板,验证了仿真分析模型的准确性,确定了50×干涉显微物镜中参考板倾斜误差容限为1.5°。