为解决激光扫描投影系统标定过程中易受环境光干扰、合作目标扫描时间长等问题，首先研究了应用于激光扫描投影合作目标定位的相关双采样探测方法，设计了适用于激光扫描投影仪的探测模块，经实验验证，设计的相关双采样探测模块在输入信号干扰比为-29.5 dB时仍能稳定地检测出激光光斑是否落在合作目标的高反射区。然后，针对相关双采样探测的特点，设计了一种基于二分原理的非连续扫描方法，以实现合作目标中心位置的快速提取。最后，使用此方法与栅矩形扫描方法对投影距离为3000 mm处的三个合作目标进行扫描探测和中心位置提取，实验结果表明，栅矩形扫描方式需获取10000个扫描点，而基于相关双采样探测的非连续扫描方法减少了97.4%的扫描点，且中心定位偏差优于0.06 mm。所研究的方法能够提高激光扫描投影系统合作目标探测过程的环境光自适应能力，大幅减少扫描点的同时还能保证中心位置提取精度。

工程水泥基复合材料(ECC)具有较好的延性和抗拉性能, 但成型收缩率较大, 容易导致试件成型开裂, 严重影响结构的耐久性。在ECC中掺入高性能硫铝酸钙(HCSA)膨胀剂以减小ECC成型收缩率, 研究了不同掺量的膨胀剂对ECC收缩率和力学性能的影响。结果表明: 膨胀剂掺量为6%~8%(质量分数, 下同)时可明显改善ECC的收缩率, 膨胀剂掺量过高会使ECC出现膨胀现象; 膨胀剂掺量为4%~6%时可明显提高ECC的抗压强度, 但对抗拉强度影响较小; 膨胀剂掺量为2%~4%时可明显提高ECC的剪切韧性, 但对抗剪强度影响较小; 膨胀剂掺量为6%~8%时可明显提高ECC的极限弯曲强度。

以SCARA机器人、机械夹爪、摄像机CCD为硬件基础，搭建了基于单目视觉的SCARA机器人自动识别和定位插件系统平台，并利用摄像机参数标定和建立的抓取系统参数化模型，将CCD摄像机获取的工件图像坐标信息转化为机器人坐标系下的抓取位置信息。本系统以Visual studio软件为开发平台，利用OpenCV视觉数据库函数进行颜色识别与定位算法开发，经测试，该视觉算法能够实现工件的颜色识别和获取工件的位置信息，并控制机器人夹爪进行目标工件的精确抓取，满足了一般工业生产中抓取工件实时性的要求。

将引导滤波与提升小波相结合提出了一种多尺度引导滤波方法，以实现在平滑图像细节的同时保持图像边缘不模糊。该方法通过提升小波法对将图像进行多尺度分解，即将信号分解成一个低频子带和多个高频子带。在提升小波重构过程中，利用引导滤波平滑每个尺度的低频信息并保持其边缘不模糊。最后，针对滤波后残余的细节，对提升小波重构后的平滑图像再次进行引导滤波，以便进一步平滑图像细节。将多尺度引导滤波应用于暗通道去雾先验理论并进行了主、客观评价。结果显示: 多尺度引导滤波能够深层次平滑图像细节，保持边缘完整性，从整体上提高了图像的对比对和视觉效果，有效恢复了场景信息并保留场景的边缘信息。另外，该方法改善了客观评价指标，其对比度增强系数指标平均提升了0.1以上，场景结构相似度平均提升了1以上， 而LOE(Lightness Order Error)参数降低了10以上，满足了去雾应用的视觉需求。

采用恒波长同步荧光法和二维相关分析技术研究了不同浓度Ⅰ型胶原溶液中胶原分子聚集行为随温度升高(10~70 ℃)的变化规律。选取0.2, 0.4, 1.6 mg·mL-1的胶原溶液, 在初始温度下各浓度溶液中胶原分子分别处于单分子状态、较低程度和较高程度的聚集态。研究表明: 波长差为9 nm的同步荧光光谱中, 激发波长282和292 nm处荧光峰分别归属于未参与形成氢键的Tyr(酪氨酸)残基和参与形成氢键的Tyr残基。对升温过程同步荧光数据进行二维相关分析, 得两荧光值对温度的响应顺序, 进而推测得到: 当温度低于30 ℃时, 0.2 mg·mL-1溶液中出现了胶原分子间形成Tyr残基参与的氢键的趋势。0.4和1.6 mg·mL-1的溶液中原有聚集体可能发生进一步聚集, 形成疏水微区。当逐步接近胶原变性温度(36~38 ℃)时, 推测0.4和1.6 mg·mL-1胶原溶液中的疏水微区和聚集体有被破坏的趋势, 而0.2 mg·mL-1胶原溶液保持分子间形成氢键的趋势。超过胶原变性温度时, 各浓度溶液中胶原分子三股螺旋结构发生松散。当超过45 ℃时, 胶原分子三股螺旋结构松散的趋势更为明显。

针对激光主动成像图像的特点, 分析了Canny边缘检测算子存在的不足。应用小波多尺度分解算法对激光主动成像强度图像进行小波变换, 应用Bayes Shrink自适应阈值法对小波系数进行滤波, 把滤波后的图像按照Canny三条检测标准进行边缘检测, 并给出衡量图像边缘检测效果的指标。通过比对各种实际激光主动图像的边缘检测算法的结果可以看出本文的算法达到了很好的效果。

针对用前视红外(FLIR)目标法识别复杂地面时, 存在无直接可用基准图、背景干扰严重、目标与背景灰度差异小等问题, 提出了一种基于区域模糊阈值的目标识别方法。首先, 在建立多尺度空间的基础上, 设计多阈值算法, 生成显著图; 其次, 引入基于图像模糊率的区域模糊阈值方法, 改进Itti模型, 构建候选目标筛选模型; 最后, 对检测结果运用积分归一化积相关(Nprod)算法进行精匹配, 确定识别目标。实验结果表明, 与Hausdorff距离算法相比, 该识别算法匹配率提高了近20%, 花费时间缩短了3/4; 与积分Nprod算法相比, 提出的算法匹配率提高了近40%, 时间缩短了1/2。结果显示, 对于复杂背景的前视红外目标, 该方法具有匹配率高、速度快、精度高等优点。

为了使上海光源(SSRF)研制的SX-700单色器的主要设计指标——波长扫描转角重复精度满足优于0.43″的要求，研究了单色器的波长扫描组件—光栅正弦机构的转角精度误差来源。设计单色器结构时，运用有限元分析软件ANSYS对光栅正弦机构进行数值模拟计算，并根据模拟结果对光栅正弦机构的转角重复精度进行了误差分析，得到的转角重复精度为0.28″。依据分析结果制定了工程设计方案，并成功加工、装配了SX-700单色器。利用作者建立的一套由光电自准直仪组成的测试系统对光栅正弦机构的转角重复精度进行测试，实测精度为0.15″。结果表明，设计的SSRF的SX-700单色器光栅正弦机构的转角重复精度满足设计要求。