红外小目标检测因其探测距离远、抗干扰能力强等特点, 在空中目标探测与跟踪系统中得到了广泛的应用。针对目前红外小目标检测算法在复杂背景下检测准确率低、虚警率高等缺点。提出了一种基于多尺度特征融合的端到端红外小目标检测模型(multi-scale feature fusion single shot multibox detecto, MFSSD)。考虑到红外小目标的特点, 通过细化和融合特征图的方法提出了一种特征融合模块, 通过 SP模块提高特征图不同通道的相关性, 3种不同序列红外图像的实验结果表明, 该算法在红外小目标检测中的平均检测精度高达 87.8%。与传统的多尺度目标检测算法相比, 准确率和召回率都有显著提高。

机载激光雷达水深测量是海岸带海陆一体地形测量的一种有效技术。目前，我国尚未形成成熟的实用化机载激光雷达测深系统，也缺乏大规模机载激光雷达测深生产应用经验，急需开展机载激光雷达测深系统应用测试。基于CZMIL Nova Ⅱ机载激光雷达测深系统，在我国海南、广东、广西等南海北部海岸带，开展了机载激光雷达最大测深、测量精度、测量效率等3个方面的应用测试。结果表明，海南蜈支洲岛、广西涠洲岛、广东台山市赤溪镇3个典型区成图最大测深分别达到30、16、3 m，基本符合系统标称测深能力，最大测深受水体清澈度、底质反射率、飞行航高等多种因素影响；海南蜈支洲岛海域30 m深度附近的深度测量精度为0.369 m，符合系统标称精度；基于运-12E型飞机平台，采用常规飞行参数，1个架次有效飞行面积约100 km2、测线长度约500 km，一年可飞行面积约8 000～12 000 km2，测线长度约40 000～60 000 km。此次机载激光雷达测深系统在中国海岸带的大规模应用测试对国内机载激光雷达测深技术研发与应用具有重要参考意义和科学价值。

图像去雾是计算机视觉的重要研究方向之一。传统图像去雾算法存在去雾不彻底、去雾图像对比度低、halo效应、色彩失真等问题。针对上述问题, 提出了一种改进的非局部先验的图像去雾算法。该算法使用基于中智学的模糊C均值聚类算法和一种混合暗通道先验的透射率优化方法, 改进了传统非局部先验的图像去雾算法在大气光估计、雾线定位和透射率优化过程中存在的问题。结果表明, 与几种常用的图像去雾算法相比, 提出的算法在去雾图像的大气光估计、客观分析和主观分析等方面均有一定的优势。

利用傅里叶红外光谱仪在温度范围为573~953 K、波长范围为3~20 μm下测量Ti-6Al-4V合金在0°~84°下的方向光谱发射率,并系统研究了方向变化对其光谱发射率的影响。实验结果表明,在波长小于10.3 μm的短波处,Ti-6Al-4V合金发射率在0°~84°下随角度变化呈现出类似绝缘体的特性,而在大于10.3 μm的长波处,其变化呈现出类似金属的特性。该合金的光谱发射率在573~773 K范围内随温度的升高而增大,并且在0°~70°与80°~84°内随波长变化趋势相反。当Ti-6Al-4V合金氧化后,其发射率在60°时达到最大值且非金属特性在长波处随氧化时间增加越来越明显。由此可见,在不同测量角度下,温度、波长和氧化程度等因素对Ti-6Al-4V发射率的影响很大,该研究可以丰富Ti-6Al-4V合金的方向光谱发射率数据库,为辐射测温技术提供数据支持。

光谱发射率是一个重要的热物性参数, 在辐射测温、 热传输计算等领域有着广泛的应用。 钨作为一种重要的金属, 关于其光谱发射率的研究报道较少。 利用黑体炉、 傅里叶红外光谱仪、 加热装置和光学系统搭建了一套能量对比法光谱发射率测量装置, 该装置能够测量3～20 μm的光谱发射率, 测量装置的整体不确定度优于5%。 利用该装置测量了纯钨在4个温度点（573, 673, 773和873 K）的法向光谱发射率, 重点探讨了氧化、 温度、 波长和加热时间对纯钨光谱发射率的影响。 研究结果表明： 纯钨在表面未氧化的情况下, 光谱发射率在几个温度点的变化规律基本一致, 且数值相差较小, 而当其表面发生氧化后光谱发射率迅速增加, 在某些波长处出现了强烈的振荡。 表面未氧化时纯钨的光谱发射率受温度的影响较小, 随着温度的增加仅出现微小的增加, 但是当表面发生氧化后, 随温度的升高而迅速增大。 纯钨的光谱发射率整体上随着波长的增加而减小, 但是当表面发生氧化后, 由于表面氧化膜与钨金属基底发生干涉效应, 在4, 9, 12.5和16.5 μm处均出现了峰值。 在573和673 K, 纯钨的光谱发射率随着加热时间的增加无明显变化。 然而, 随着温度的升高, 在773和873 K时, 光谱发射率随着加热时间增加而增大, 在773 K时光谱发射率随加热时间的增加增幅较大, 因为在该温度点, 纯钨表面刚开始发生氧化, 氧化速率较大, 在873 K时光谱发射率随加热时间的增加增幅较为平缓, 并且随着加热时间的增长呈现稳定的趋势。 综上, 纯钨的光谱发射率在温度较低和表面未氧化时较为稳定。 随着温度的升高, 当表面发生氧化后, 光谱发射率迅速增大, 并且在多个波长位置出现了强烈的振荡。 由此可见, 纯钨光谱发射率受温度、 波长、 加热时间的影响较大, 在实际应用过程中, 特别是在辐射测温过程中, 如果把纯钨的光谱发射率看做常数将会带来较大的测量误差。 该研究将进一步丰富钨的光谱发射率数据, 并为其在科学研究和应用中提供数据支持。

针对目前光谱特征峰识别定位技术识别率低、定位误差大、无法获得光谱线型函数等问题,提出了一种基于改进正弦余弦算法的光谱特征峰识别定位方法。该方法利用动态转换概率改进正弦余弦算法,将改进的正弦余弦算法与多种光谱线型(高斯、洛伦兹和Voigt)拟合方法相结合,通过迭代寻优计算,最终得到对应的光谱特征峰位置。该方法不仅能得到光谱特征峰的位置,而且可以得到光谱线型函数。实验证明,无论强峰、弱峰还是重叠峰,提出的基于改进正弦余弦算法的光谱特征峰识别定位方法在识别率、定位准确率、谱值拟合效果和对噪声的抑制能力等方面均有显著提高。

随着科学技术日新月异的发展, 红外测量技术在遥感、 辐射测温、 红外隐身、 农业、 医疗等领域都展现出了重要的应用前景。 在花样众多的辐射测量中, 材料的发射率是重要的参数之一。 为满足材料发射率数据的需求, 根据一套自主研制的光谱发射率测量装置对A3铁、 304钢以及201钢在不同温度下的光谱发射率进行了精确的测量, 并对影响发射率的几个因素做了深入的探究。 结果显示: 这三种钢材的发射率随温度升高而变大, 同等温度下A3铁的发射率要高于304钢和201钢, 且材料中的铬含量会降低材料的发射率值。 采用XRD分析了三种材料表面氧化后的成分, 并探讨了表面成分变化对发射率的影响。 结果表明: A3铁氧化后生成不稳定的四氧化三铁Fe3O4和氧化亚铁FeO, 各种成分的相互转变会导致光谱发射率发生较大的变化, 而304钢和201钢表面氧化后主要生成氧化铬, 因而光谱发射率也相对比较稳定。 另外使用辐射光叠加原理和Christiansen效应成功解释了三种材料的发射率在大约10 μm处出现极大值的现象。 该研究极大地丰富了三种材料的光谱发射率数据, 为辐射测量技术在三种材料中的应用提供了强有力的数据支撑。