为实现微小物体的全方位高精度三维测量，构建了一种利用结构光照明的高精度三维测量系统。对系统采用的双远心镜头、相位解算方法、多投影点云融合算法等进行研究。首先利用双远心测量头采集图像数据，然后采用多频相移与互补格雷码相移两种方法进行相位解算，并分析比较两种方法在重建精度和重建效率方面的性能，最后针对特定点云噪声提出相位滤波方法、优化的统计滤波方法以及多投影点云融合匹配校正方法。实验结果表明，系统应针对不同使用场景选用不同的相位解算方法；相较于单投影双目系统，基于多投影的本系统能获取目标全貌，且平面及高度测量精度均在10 m以下；在GPU加速后，测量速度提升218倍。该系统基本满足高精度工业测量的精度高、效率高等要求。

针对传统变焦腹腔镜调焦结构所需空间大、调焦精度难以保证等问题，提出了一种以液体透镜为核心元件参与变焦的腹腔镜光学系统，利用液体透镜代替机械变焦结构，实现了变焦功能。推导了液体透镜电压与焦距的关系方程，结合COMSOL软件设计并仿真了满足所需焦距范围的双液体透镜。用ZEMAX软件设计优化了腹腔镜液体透镜变焦光学系统，通过控制电压即可实现焦距5~15 mm范围内同一像面高清晰成像。在焦距15 mm时，全视场点列图均方根（RMS）半径为6.694 μm，在焦距5 mm时，全视场点列图RMS半径为4.596 μm，均小于7.4 μm的像元尺寸。系统调制传递函数（MTF）在68 lp/mm处均大于0.5，4个组态（焦距分别为5、7.2、10.4、15 mm）畸变分别为7.047%、1.961%、0.732%、0.295%，满足腹腔镜对光学系统畸变的要求。

为指导大口径非球面反射镜的精磨至抛光过程的加工, 设计了Ronchi光栅检测系统。采用零位补偿器替代补偿光栅的设计制作, 既能用Ronchi法对粗加工过程检测, 也能用于干涉仪检测; 模拟Ronchi检测过程中条纹形状与对应面型像差的关系, 通过判断条纹形状对加工过程进行指导; 针对某600mm口径的双曲面反射镜, 设计了Ronchi光栅检测系统、零位补偿系统、成像系统。分析检测系统元件剩余反射对成像结果的影响, 并提出相应的解决方案。分析表明, 在Ronchi光栅检测光路中, 分光棱镜表面5%剩余反射相对0.1%剩余反射, 像面暗条纹的照度值增量大于30倍, 条纹明暗对比度下降, 难以分辨; 光栅剩余反射大于3%时条纹中心产生亮斑, 亮斑照度与条纹照度值比大于5倍。通过优化系统结构, 降低元件表面剩余反射, 提高了像面条纹对比度。将Ronchi检测系统用于双曲面镜抛光过程的检测, 测得双曲面粗抛光后RMS值为0.042λ, PV值为0.291λ, 可有效指导非球面的精磨与粗抛光过程。

为指导某600 mm口径的双曲面反射镜的加工, 设计了Ronchi光栅检测系统。针对系统检测过程中存在的杂光现象, 分析产生该现象的原因, 并提出相应的解决方案。结果表明, 在光线两次经过光栅的光路结构中, 分光棱镜的剩余反射率大于5%时, 像面处暗条纹的照度增大27倍, 条纹明暗对比度下降, 难以分辨;随着光栅剩余反射增加, 条纹中心产生亮斑现象, 条纹无法分辨。条纹面正对分光镜的亮斑区域的背景照度增加40多倍, 玻璃面正对分光镜的亮斑区域的背景照度增加80多倍。通过优化系统结构, 对分光镜与光栅进行替换与表面处理, 有效解决了杂光问题, 提高了像面条纹对比度。

激光雷达在无人驾驶领域占据了重要地位，地面滤波是从激光雷达获取的点云数据中分离和提取地面信息的关键技术。文章首先简述了车载激光雷达(VLS)的发展及分类，并讨论了各类车载激光雷达的优缺点；然后研究了VLS地面滤波算法的发展并进行梳理分类，阐述了地面滤波精度的评估方法和评估标准，并以三种典型的算法为例进行比较分析；最后总结了当前VLS硬件和地面滤波算法的不足，并展望未来发展趋势。

针对雷达干扰辐射源的个体识别问题，提出利用辐射源个体间相位噪声的差异性特征来实现雷达干扰源个体识别。结合信息熵与分形理论的思想，采用基于时域、频域、小波域、双谱域的多域联合特征提取方法提取了39维特征。考虑到直接运用分类器处理高维数据容易陷入“维数灾难”，为了有效去除冗余信息并保持较高的识别率，结合顺序向前搜索策略（SFS），提出了一种基于ReliefF算法、Fisher准则和相关系数准则融合的特征降维方法，从而获得相应原始数据的最优特征子集。实验结果表明：相较于传统的特征选择算法，所提算法能够有效降低特征维数，且可保持较高的识别准确率。

针对现有的盲波束形成方法在采用级联模式时存在的结构复杂的问题和在采用并联模式时系统的稳定性较差的问题，在时频分析的基础上利用能量的定向积累作用获得频率轴的截距与信号的一维线性分布关系，然后根据二阶差分运算确定导向矢量的不确定集，最后由二阶锥规划约束精确地估计导向矢量并利用Capon波束形成方法实现多目标盲波束的并行输出。理论分析及实验结果表明，该方法较之现有方法计算量较小，可精确估计出导向矢量并形成波束，实现对期望信号的接收，干扰信号的抑制。

为了解决CFRP(carbon fiber reinforced polymer)平面反射镜在加工成型后的面形存在像散像差的问题, 建立相关的理论模型以对其产生机理进行解释, 并设计实验对模型进行验证。首先基于经典层合板的热效应理论, 考虑到CFRP平面反射镜制造过程中存在铺层角度误差及温度变化等因素, 推导了相关公式以说明当对称均衡铺层CFRP反射镜存在铺层角度误差时, 在热效应的影响下会产生马鞍形的变形, 即会导致面形出现像散像差。设计了相关实验, 制备了两组铺层角度分别为[0° 90° 45° -45°]2s和[(0° 90° 45° -45°)s]2的反射镜样片, 并利用Zygo长波红外干涉仪(λ=10.6 μm)对样片总体面形及像散像差进行检测。实验数据显示: 第一组样片像散像差的RMS值平均为0.034λ, 第二组样片像散像差的RMS值平均为0.510λ。证明了铺层角度误差是使反射镜产生像散像差的主要原因之一, 而且像差大小会随着反射镜弯曲刚度准各向同性的提高而减小。