针对低信噪比条件下高速机动目标运动参数估计问题，将 Hough变换(HT)和修正离散线性调频傅里叶变换(MDCFT)相结合，提出一种新的雷达信号处理算法(HMDCFT)。该算法首先采用 Hough变换，从距离像图像中提取目标运动轨迹特征，校正距离走动并解速度模糊; 然后利用 MDCFT校正多普勒频率徙动，估计目标运动参数; 最后沿估计的目标运动轨迹对回波能量进行相参积累。数值实验表明，该方法具有优越的抗噪声能力和运动参数估计性能。相比于利用距离像间相关性的包络互相关法，其抗噪声能力提升了约 17.6 dB; 即使雷达回波输入信噪比低至 -35 dB，该方法仍可精确估计目标运动参数，充分聚焦目标回波能量。

针对高速机动目标的运动参数估计问题, 基于鲁棒互相关和多项式调频小波变换 (RCCF-PCT), 提出了一种高速机动目标运动参数估计方法。该方法首先采用幂率变换增强信号, 利用距离像互相关和鲁棒多项式回归完成距离徙动校正; 再采用多项式调频小波变换对多普勒徙动初步补偿后的信号进行参数化时频分析, 利用提取的时频脊特征完成目标运动参数的精确估计。通过数值实验验证了算法的有效性。

如何方便快捷、精确地测量直升机旋翼桨叶的运动参数对于直升机旋翼设计及性能分析至关重要。针对传统应变片、光栅投影等测量方法存在安装繁琐、测试环境要求高、测量设备影响飞行性能等缺陷, 提出了一种基于三维数字影像的非接触式旋翼桨叶运动参数测量方法。该方法具有对测试环境要求低、测量参数多、测试量程大等特性。试验结果表明, 使用该方法测量直升机旋翼桨叶运动参数取得了较理想的效果。

遥感图像的车辆目标提取与运动参数估计在交通管理、战场态势分析等领域具有广阔的应用前景，但目前相关算法均需要人工参与或借助GIS信息，针对上述问题提出了一种基于计算机视觉的全自动车辆检测与运动参数估计算法。分析了Quickbird全色与多光谱传感器的焦平面结构特征以及该结构造成的“鬼影”现象; 针对全色与多光谱遥感影像的分辨率高、光谱信息丰富的特点，利用植被指数归一化、图像分割、形态学灰度重建等图像处理过程，实现了全色图像中运动车辆的自动检测，在此基础上检测低分辨率的多光谱图像中的目标。利用全色与多光谱图像的成像时间差估计运动参数。在Quickbird遥感影像的验证实验中充分证明了算法的可行性与正确性。

复杂地物背景下红外弱小目标的跟踪在红外监视系统中有重要的应用价值。提出了一种基于人眼视觉系统原理和多目标跟踪技术的弱小目标跟踪算法，实现了对复杂地物背景下红外弱小目标的跟踪。算法首先在图像中提取候选目标和各目标对应的目标区域，估计相邻帧图像之间的运动参数，对所有跟踪目标进行轨迹预测；然后融合多信息对当前帧目标与目标链中目标进行关联，根据关联结果对目标链进行更新；最后输出跟踪目标的位置坐标，实现对红外弱小目标的跟踪。用实测的图像序列对算法进行了测试，试验结果表明本文算法对树林、农田、建筑等复杂地物背景中弱小目标有较好的跟踪效果，可以用于红外监视系统中对复杂地物背景下低对比度弱小目标自动跟踪。

针对飞行器仿真测试中合作目标投影光斑的跟踪识别问题, 提出了一种投影光斑跟踪识别新方法, 该方法主要由预测、识别及修正3个阶段组成。预测阶段主要结合投影光斑运动特点对传统卡尔曼滤波进行改进, 提高投影光斑的位置预测精度。识别阶段则根据投影光斑位置的预测值, 分两种情况对光斑进行处理: 如果下一时刻投影光斑在视场内, 则根据相应的判别准则和匹配策略在下一时刻图像中快速搜索投影光斑的最优匹配光斑; 如果下一时刻投影光斑在视场外, 则根据测量系统相关信息, 对视场外投影光斑在图像平面上的位置进行求解, 并将求解结果加入相应的运动轨迹, 实现对视场外投影光斑的跟踪识别。在完成投影光斑的跟踪识别后, 根据跟踪识别结果对投影光斑相关参数进行修正。仿真实验和实际实验结果表明, 本文方法能够有效跟踪识别飞行器仿真测试中合作目标的投影光斑, 其最大跟踪识别误差不超过2.5 pixel, 即使跟踪识别过程中存在投影光斑进出视场的情况也不受影响。

提出了一种基于图像三维信息及摄像机运动参数的图像匹配算法, 用于解决智能监控系统中图像匹配实时性差、鲁棒性低等问题。该算法分别利用惯性传感器和Kinect摄像机估计出摄像机的运动外参矩阵和图像的深度信息, 再根据射影几何原理, 结合当前帧图像的像素坐标计算出该像素点在下帧图像的像素坐标, 从而完成图像匹配。利用该算法对实际采集的图像序列进行了分析与处理, 并从配准精度、鲁棒性和实时性方面与经典匹配算法KLT进行对比。实验结果表明: 该算法极大地降低了计算量和计算时间, 不仅能满足智能监控系统对图像匹配精度和稳定性的要求, 更能满足系统实时性的要求。

介绍了扫描器运动特性参数动态非接触光学测试系统的工作原理。利用大量程线阵光电位置传感器(PSD)实现扫描范围、工作频率、扫描速度均匀性和时间利用率的测试;利用小量程PSD结合长光路，实现静态零位重复性、动态零位重复性的测试;利用柱面透镜汇聚水平方向的光线，用PSD测试竖直方向的运动信号，根据物理模型实现了反射镜面与旋转主轴的平行度的测量;系统利用磁栅尺和圆弧机械结构实现了系统角度测量的自校准功能。

针对线阵像机拍摄运动目标获得的目标变形的扫描影像，本文提出了一种利用线阵像机估计目标运动参数的新方法。该方法根据线阵像机的一维成像模型，采用目标上特征点之间关于时间和空间的成像关系，构建了关于目标运动参数的非线性方程组，将目标方位、速度等运动参数的估计问题转化为非线性最优化求解问题。在交通车辆运动分析中利用车牌照的线阵成像变形，实现对车辆运动速度、方向的估计。实验结果表明，该方法具有较好的实用性和估计精度。