针对传统LiDAR里程计（LO）测量方法在处理无初值、长序列点云配准时存在精度低、稳定性差等问题，本文引入端到端点云配准网络（HRegNet），提出一种基于深度神经网络的LO测量方法——HRegNet-LO算法，以期实现更加准确、鲁棒的LO测量。所提算法由两个核心模块组成：前端计算和后端优化。在前端scan-to-scan配准中，主要是依据原始点云的3D坐标，采用HRegNet网络，计算出相邻两帧点云的初始转换矩阵，实现LO初始位姿计算；在后端scan-to-map配准中，主要是通过提取特征点构建特征地图，应用迭代最近邻点（ICP）算法，每间隔一定距离对初始位姿进行优化，以减小预估轨迹中的漂移。在Kitti odometry数据集上对所提算法的性能进行了评估，并与LOAM、F-LOAM等算法作对比分析。实验结果表明，所提算法相对旋转、平移误差分别在0.003°/m和1%左右，每帧位姿计算耗时约为100 ms，可以满足LO测量对于精度和实时性的要求。

针对现有点云多要素分割算法分割面状点集时分割精度低、分割块合并效果差等问题,提出了一种改进的多规则区域生长算法。一方面,计算点云数据的平面拟合残差,基于平面拟合残差设置种子点条件,对面状点集分割进行优化,以此提升面状要素分割的精度;另一方面,在距离条件的基础上,结合相似性和体积变化条件对合并策略进行改进,以实现分割块的有效合并;此外,利用中位数、Baarda数据探测法和k均值聚类分别对算法中涉及的阈值参数进行自适应设置。采用三种不同类型的点云数据进行实验,结果表明:改进算法能够提升面状点集的分割精度,提高了分割块合并的准确性;与其他算法相比,改进算法能够同时兼顾精度和效率,分割结果更具优势。

针对现有曲面重建算法不能很好地重建出点云模型尖锐特征的缺陷, 提出了一种凸显点云尖锐特征的点-线-面递进式曲面重建算法。首先, 根据近邻点的欧氏距离、法向偏差和曲面变分, 采用主成分分析算法和k-近邻点迭代加权法获取点云准确法向; 接着, 依据特征点位于多个平面交线上的原则, 利用法向聚类和平面拟合从候选特征点中筛选特征点; 然后, 依据特征点生长方向和主方向的相互关系重建特征线,并按照最小二乘原理采用矩阵法修复角点; 最后, 以特征线为约束重建尖锐特征点云曲面。实验结果表明: 本文算法计算的点云准确法向与理论法向偏差接近于0, 特征重建效果优于其他算法, 算法耗时短且与点云数量呈线性关系。算法不仅能够准确计算尖锐特征区域的点云法向, 还能准确提取出点云模型的特征点并凸显模型的尖锐特征。

本文在收发光轴共面的紫外光单次散射链路模型基础上,分析了收发光轴非共面时紫外光单次散射链路模型,推导了收发光轴非共面时收发光锥在空中相遇时形成的共同散射体体积的近似推导公式。分析了三种非共面的情况,第一种是收发任一端没有准确朝向对方时的链路模型,第二种是收发光轴均偏向同一侧的链路模型,第三种是收发光轴偏向不同侧情况下的链路模型。通过对三种情况下接收功率的仿真分析得到,前两种情况均可以进行通信,但接收功率不会很高,第三种情况基本不能通信,因为很难在空中形成共同散射体。

针对椭球坐标系下的紫外光单次散射链路模型，将共同散射体中的各个散射粒子看作一个体积微分，对散射体中不同位置上的微分粒子散射之后造成的能够落入接收范围的散射角对应的相函数进行体积分求和运算，并进行了过程的分析与公式的推导，为研究紫外光通信提供了良好的支持与扎实的基础。

为了分析紫外光非视距通信组网链路性能，采用单次散射大气信道传输模型，对紫外光非视距通信的全向发送全向接收和定向发送全向接收两类工作模式进行了理论分析，并在链状和网格状的拓扑结构下分别进行了计算机仿真实验，对比分析了两类工作模式下网络的吞吐量、时延、抖动率、丢包率等性能。结果表明，在紫外无线光Mesh网络的通信中，采用定向发送全向接收的接入方式能够使网络性能更优。

为了有效改善大气激光正交频分复用通信系统接收端的符号检测性能，采用现有的混合粒子滤波算法对大气激光正交频分复用时变信道进行半盲估计，并进行了理论分析与实验验证。与传统的基于导频的时变信道估计方法相比，该方法可有效改善接收端的符号检测性能，并通过MATLAB仿真结果验证了该方法的有效性。结果表明，在相同的信噪比下，所用方法可平均减小接收端系统的误比特率接近一个数量级。

为了更精确、更全面地研究紫外光的通信性能，使之更适合于实际空间中的3维应用，在2维紫外光单次散射链路模型的基础上融入高度信息，并利用仿真计算了在添加高度信息与否的两种情况下接收功率误差的大小。结果表明,高度对于发射仰角和接收仰角潜在的影响直接引起接收功率的改变，甚至在某些情况下不能进行通信。高度信息的考虑对通信设备在实际空间中的应用给予了正确的指导。

在模拟生理条件下, 用荧光光谱法研究了碳纳米管对牛血清白蛋白和加替沙星荧光光谱特性的影响以及有无碳纳米管共存时加替沙星对牛血清白蛋白荧光光谱特性的影响。 实验结果表明, 加替沙星和碳纳米管都可以使牛血清白蛋白的荧光强度发生静态猝灭。 在碳纳米管的存在下, 加替沙星与牛血清白蛋白的结合作用有所减弱。 Stern-Volmer荧光猝灭图和Lineweaver-Burk双倒数图计算的结果表明, 加替沙星和牛血清白蛋白之间的猝灭常数KSV和结合常数K均随碳纳米管浓度的增大而减小。 通过对三者结合作用的研究, 为探讨碳纳米管、 加替沙星在生物体内与蛋白质相互作用的机理提供了理论依据。