提出了一种基于方向性靶标和多约束优化的双目相机标定方法。新型方向性平面靶标能够判断靶标的旋转方向,并对每个标定角点进行编码,以保证双目相机在拍摄到局部靶标的情况下依然能够完成同名点匹配,进而完成双目相机标定。根据方向性靶标建立双目相机标定模型,引入用于描述平面靶标姿态的天顶角和方位角,通过天顶角和方位角筛选出在不同位置上的靶标姿态均具有明显差异的图像作为标定图像,这提高了双目标定结果的稳定性;结合靶标的三维几何信息,建立了多维度约束的双目参数优化模型,提高了双目标定结果的精度。实验结果表明,与传统的张氏标定方法相比,所提出的标定方法能够有效提高所获得的标定结果的稳定性和精度;通过对标准量块进行多次测量,进一步验证了所提方法的有效性。

网络功能虚拟化技术能有效地降低网络投资成本,且能够提高网络服务的灵活性。而虚拟网络功能配置是网络功能虚拟化中需要解决的一个关键问题。为解决弹性光网络中虚拟网络功能服务链的选路和虚拟网络功能配置问题,建立了一个以网络中最大占用频隙号、网络中占用频隙数,以及配置的虚拟网络功能数目最小化为目标的全局约束优化模型。将虚拟网络功能划分为具有依赖关系的虚拟网络功能和不相互依赖的虚拟网络功能两种类型。为高效地求解所建立的模型,设计了具有高效编码方法、交叉算子,以及变异算子的遗传算法。在不同的网络拓扑和参数下进行了仿真实验,实验结果表明所设计的算法能够得到比对比算法更优的虚拟网络功能服务链的选路方案和虚拟网络功能配置方案。

多光谱辐射测温是通过测量待测物某点的多个光谱辐射强度信息, 通过普朗克公式反演获得真实温度。 但是, 通过普朗克公式获得的多光谱辐射测温方程组, 是欠定方程组, 即N个方程, N+1个未知数(N个未知的光谱发射率ελi和1个待求真温T)。 目前, 多采用事先假设一组发射率模型(发射率-波长或发射率-温度模型), 假设模型与实际情况如果相符, 则反演结果能够满足要求, 如果假设模型与实际情况不符, 则反演结果误差很大。 但是, 发射率模型受温度、 表面状态、 波长等诸多因素影响, 难以事先确定发射率模型。 因此受未知光谱发射率的制约一直是多光谱辐射测温理论面临的主要障碍, 能否在无需任何光谱发射率假设模型的情况下, 实现真温和光谱发射率的直接反演一直是多光谱辐射测温理论研究的热点和难点。 通过对参考温度模型的分析表明, 多光谱辐射测温反演过程的实质是寻找一组光谱发射率, 使得每个通道方程解得的真温都相同, 如不相同则继续寻找合适的光谱发射率, 直到每个通道解得的真温都相等。 为此, 提出将多光谱辐射测温参考温度模型的求解过程转换为约束优化问题, 即在光谱发射率0≤ελi≤1的约束条件下, 通过梯度投影算法不断寻找光谱发射率, 带入多光谱辐射测温参考温度模型方程组后, 计算温度反演值的方差, 直到每个光谱通道方程获得的温度值应该近似相等, 此时各个光谱通道的温度反演值方差最小, 这样就把多光谱辐射真温和发射率的反演问题转换为约束优化问题。 约束优化算法是解决这一类问题的主要方法, 但为了满足Ax≥b的约束条件, 将0≤ελi≤1分解为ελi≥0和-ελi≥-1的两个约束条件, 从而满足了约束优化问题Ax≥b的约束条件。 这样就可以通过约束优化算法在无需任何光谱发射率假设模型的条件下, 直接求解真温和光谱发射率。 实验采用六种不同光谱发射率分布模式(随波长递增、 递减、 凸波动、 凹波动、 “M”型波动、 “W”型波动)的材料为研究对象, 以验证新算法对不同材料光谱发射率分布反演的适应性, 利用Matlab的minRosen函数, 选择光谱发射率的初始值均为0.5(取中间值, 提高计算效率)。 针对六种不同光谱发射率模型的仿真结果表明, 新算法无需任何有关发射率的先验知识, 对不同发射率模型反演结果均表现较好, 在真温1 800 K的情况下, 绝对误差均小于20 K, 相对误差均小于1.2%, 新算法具有无需考虑任何光谱发射率先验知识、 反演精度较高及适合于各种发射率模型等优点, 进一步完善了多光谱辐射测温理论, 在高温测量领域具有良好的应用前景。

针对可见光成像定位中目标位置估计所涉及的高维空间搜索收敛慢的问题, 引入降维设计思想, 联合惯导单元(IMU)的瞬时姿态估计, 将搜索空间缩小到带约束特征的样本空间, 据此提出一种联合目标瞬时姿态估计的高维空间搜索方法。该方法以瞬时姿态信息特征构建目标寻优函数作为约束条件, 缩小遗传算法中个体优秀基因的进化范围, 显著提高了进化速度, 同时规避了对初始样本空间的依赖性, 提高了算法的鲁棒性。仿真结果表明, 算法的位置估计均方误差优于40 mm。

针对多纤芯弹性光网络中业务的路径选择、纤芯选择和频谱分配问题进行了研究。建立了全局约束优化模型, 设计了基于纤芯轮换选择的启发式算法及其改进算法。在改进算法中, 根据不同的排序策略将业务排序; 然后根据业务的源宿结点以及所选取的路径将业务划分到不同的业务集合中, 在同一类业务集合中采用基于纤芯轮换的选择机制进行纤芯的选择; 在选中的纤芯上采用首次命中法进行频谱分配。在两个网络中进行了仿真以验证算法的性能, 仿真结果表明, 所设计的算法以及改进的算法能够得到比对比算法更优的路径选择与纤芯选择方案。

针对闪光照相图像受模糊及噪声影响的问题, 提出了一种基于约束优化的闪光照相图像重建算法。该算法建立基于平行束投影的正向成像矩阵, 并通过嵌入模糊矩阵表达成像过程中的模糊因素, 采用最速下降法求解重建问题。在算法中设计了预优矩阵以提高迭代重建速度, 利用客体密度值非负、密度分布分段光滑并含有阶跃性边界的先验知识,设计和采用了非负约束、光滑约束及广义变分边界约束条件。对仿真FTO客体图像及实际闪光照相图像的重建结果表明, 基于约束优化的重建算法具有良好的边界保持能力及噪声抑制能力, 可以有效提高图像重建质量。

采用磁控溅射法在玻璃基底上分别制备了不同厚度的单层TiO2、Au纳米薄膜和双层TiO2/Au纳米薄膜,并测量了这些薄膜的透射光谱.通过设计计算机程序拟合透射光谱;获取了薄膜的折射率和消光系数随波长的变化曲线以及薄膜的厚度.这种拟合方法是以非线性约束优化理论为基础的,具有透射光谱易测量、计算精度高等特点.