光学频率梳在光通信、光谱学等领域有广泛的应用。平坦度是光学频率梳重要的性能指标。使用级联相位调制器和强度调制器产生光学频率梳的方法，是让叠加的谐波驱动调制器，通过调节驱动电信号的幅度和相位以及强度调制器的偏置电压，可以实现平坦度好的光学频率梳。首先，建立光学频率梳的优化问题模型，通过差分进化算法得到上述各个参数，并得到在不同叠加微波驱动信号下的平坦光学频率梳。其次，固定某一微波驱动信号的相位，在同一优化问题下使用同样方法得到微波驱动信号的其他参数，并分析生成的平坦光学频率梳性能。最后，搭建实验系统，根据仿真得到的优化参数确定实验参数，并得到相应的光学频率梳。研究表明，当采用基频和三次谐波驱动相位调制器、采用四次谐波驱动强度调制器时，可以产生13根谱线的光学频率梳，仿真和实验时的平坦度分别为0.27 dB和0.83 dB。当采用基频、三次谐波和五次谐波同时驱动相位调制器和强度调制器时，可以产生19根谱线的光学频率梳，仿真显示其平坦度为0.56 dB。以上仿真和实验结果证明了所提方法的可行性和鲁棒性。

为实现并行化、非接触、实时的细丝直径测量，设计了一种基于复杂可编程逻辑器件（complex programmable logic device，CPLD）的阵列细丝直径实时快速检测系统。阵列化传感系统，使用CPLD解算直径，并行测量多条细丝。显著降低了系统的数据传输量，缩短了直径解算时间，提高直径检测频率至5 kHz，实现了对24根细丝阵列并行测量。在0.1 mm～0.3 mm及0.3 mm～1.0 mm的直径范围内动态测量重复精度分别为3.5 μm和8.3 μm，动态重复性误差百分比绝对值分别低于1.21%与1.43%，满足了实时快速检测阵列细丝直径的需求。

针对单一视觉跟踪算法易受遮挡影响的缺陷，提出一种基于音视频信息融合的目标检测与跟踪算法。整个算法框架包括视频检测与跟踪、声源定位、音视频信息融合跟踪3个模块。视频检测与跟踪模块采用YOLOv5m算法作为视觉检测的框架，使用无迹卡尔曼滤波和匈牙利算法实现多目标的跟踪与匹配；声源定位模块采用十字型麦克风阵列获取音频信息，结合各麦克风接收信号的时延计算声源方位；音视频信息融合跟踪模块构建音视频似然函数和音视频重要性采样函数，采用重要性粒子滤波作为音视频融合跟踪的算法，实现对目标的跟踪。在室内复杂环境下对算法性能进行测试，结果表明该算法跟踪准确率达到90.68%，相较于单一模态算法具有更好的性能。

为解决当前已有炸点空间位置探测系统存在的结构复杂、成本昂贵的问题，进行了基于通用工业相机的炸点瞬时位置测量的模拟研究，设计了LED瞬态闪光单元，通过光电传感器探测LED产生的光信号并转换为电信号。经过信号处理，根据信号的幅值控制2台普通工业相机同时曝光进行抓拍，然后对采集的图像进行数字图像处理，获取2幅图像中爆炸光斑中心的位置坐标，再结合2个相机之间的相对位置关系，最终解算出炸点的空间位置坐标。实验结果表明：在距离测量系统24 m、32 m、48 m处，最大误差绝对值在水平 $X$方向为127 mm，在竖直 $Y$方向为68 mm，在深度 $Z$方向为279 mm。系统具有响应速度快、精度高、成本低等优点，满足系统探测要求。

为了解决身管内壁检测系统数据量大，数据处理环节复杂导致身管参数信息获取困难的问题，提出了火炮身管内壁检测系统的数据处理方法。在完成火炮身管检测系统搭建的基础上，针对身管的特殊结构以及激光位移传感器采集数据的特点，提出了身管内壁轮廓还原方法和膛线数据分离方法，基于最小二乘法获取身管内壁参数，并且对系统存在的误差进行了分析和校正，提高了系统的精度。实验结果证明：系统的径向误差小于0.01 mm，异常数据修正的误差小于0.01 mm，数据处理方法正确，有效解决了获取火炮身管内壁参数的问题。