为了使降维结果更好地体现高光谱数据的空间结构信息,并进一步提高分类精度,提出了一种基于线性嵌入和张量流形的高光谱特征提取算法。不同于其他流形结构的表达方法,所提算法采用协同表示理论求解全局线性嵌入的权重矩阵,更有利于保持高维数据的全局信息,提高了流形结构表达的准确性。同时,建立了基于多特征描述的张量流形降维框架,得到的显式映射具有较强的可靠性和全局适应性。实验结果表明:与主成分分析、局部线性嵌入、拉普拉斯特征映射和线性保留投影等算法相比,所提算法表现出了更优越的分类性能。

针对空谱信息中普遍存在的异常干扰现象, 提出了基于空谱联合聚类的自适应核协同表示高光谱异常目标探测算法.算法充分发挥了基于密度的聚类算子(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise, DBSCAN)对于异常点的筛选特性, 在DBSCAN聚类去除异常波谱的基础上, 采用分波段子集随机投影变换对数据降维处理, 以减少谱噪声和谱冗余, 并采用DBSCAN聚类消除了局部背景像元中的杂乱点对协同探测算法结果的干扰.研究了背景离散度对核参选择的影响, 比较了不同的核估计方法, 并提出基于平均差的自适应核协同算法.采用该方法对AVIRIS和ROSIS的三组数据进行仿真实验并与现有算法进行了对比, 结果表明该算法表现出较好的探测性能.

针对传统液压系统检测中存在的传感器功能单一、体积较大、测量精度不高等问题, 提出一种光纤光栅复合传感器.该传感器以一体化的靶片式流量传感结构为基础, 融合光纤光栅压力和温度传感器, 可以实现对液压系统流量、压力和温度的同时测量.在对各参数传感模型理论分析的基础上, 对传感器的结构进行设计, 并制作了传感器实物.利用液压综合试验系统等设备对传感器进行了性能测试和参数标定, 得到其流量灵敏度为0.049 L/s, 压力灵敏度为28.4 pm/Mpa, 温度灵敏度为14.9 pm/℃, 验证了传感器设计的合理性.同时, 传感器的温度测量功能可在流量和压力测量中作为参考, 克服温度的交叉敏感效应, 提高传感器的环境适应能力.

为了便于光纤布喇格光栅传感系统的自动化测试及使用，利用光谱仪的远程控制端口，采用LabVIEW语言开发了具有友好界面的Q8384光谱仪远程应力自动化测试系统.将光纤布喇格光栅嵌入封装于钢梁中，并利用应力试验机进行应力加载，通过LabVIEW测试系统采集并处理实验数据，结果表明该系统功能与设计预期吻合，可以实现对被测量数据的实时监测及存储.测试设备易于操作，并且避免了对光谱仪的人为直接操作，可以延长光谱仪的使用寿命.

针对传统爬山搜索算法受调焦评价函数局部极值的干扰而不能准确聚焦的问题，提出一种基于调制传递函数辅助正焦判断的自动调焦搜索算法.该算法对爬山法进行改进，在选择图像清晰度评价函数基础上，同时考虑图像的调制传递函数值，综合判断搜索方向; 采用改进的刃边法，在自动完成刃边区域选择的基础上，可精确计算图像的调制传递函数值，并给出了改进算法的原理和实现. 为了衡量改进算法的性能，验证调焦系统成像效果，分别考虑搜索算法对不同调焦初始位置以及环境变化影响，在经纬仪自动调焦系统平台上展开算法的调焦实验分析.实验结果表明改进的自动调焦搜索算法能有效地排除局部极值干扰，使系统准确、可靠的调焦.

在分析压差式FBG(光纤布拉格光栅)传感原理的基础上, 采用液压校验仪和Q8384光谱仪对其静态压力传感特性进行了实验研究, 并对实验结果进行了误差分析。实验结果表明, 在0~0.35 MPa的压力范围内, FBG的灵敏系数为3 pm/kPa, 布拉格波长随着压差的变化呈现出良好的线性关系和重复性, 且迟滞现象较小, 可以用于液压系统的流量测量。