针对激光雷达因为颠簸等路面原因突然转向和做摇摆运动所造成的运动漂移问题，提出一种基于连续时间样条约束的改进激光里程计。在运动非连续性假设下，基于扫描关键帧和样条分割来提高点云匹配精度，然后添加样条约束，基于改进迭代最近邻（ICP）算法进行帧与地图匹配，有效抑制运动轨迹的漂移。在KITTI里程数据集和实验室采集的里程数据集上的实验结果表明，所提激光里程计改进算法分别使运动轨迹的全局平均误差降低了12.43%、29.40%。与目前基于几何特征的方法相比，所提改进激光里程计稳定且有效抑制了运动轨迹漂移，改善了激光里程计性能。

在激光雷达障碍物检测方法中，传统的角度约束算法面对特殊角度的点云或者缺失点云时会导致过分割。针对这个问题，提出一种基于改进角度约束的三维激光雷达障碍物检测方法。将点云转换为深度图，使用新的断点检测器完成初阶分割并构造图结构，描述点云集合，通过搜索图节点对满足簇间距离的点云集合进行合并。与传统方法相比，断点检测器增强了分割的鲁棒性，图结构搜索解决了点云缺失造成的过分割问题，同时加快了聚类速度。与传统方法相比，所提方法的平均耗时缩短了51.4%，平均正检率提高了11.5个百分点。

研制了一种传导冷却结构的激光二极管(LD)侧面抽运NdYAG调Q全固态脉冲激光器。将侧面抽运的NdYAG棒状激光晶体，与卡网冷却套圆滑配合，冷却套镶嵌在铜圆环热沉上，铜圆环热沉被一大的外表面加工成叠槽式的三角形铝热沉环套，3只长条形列阵半导体激光管根据其特定的设计结构固定在热沉上，实现无水冷保证激光器恒温工作。在-20 ℃~40 ℃范围内进行实验，获得了波长1.06 μm、脉冲宽度9 ns、最大能量98 mJ 的低阶膜激光输出，-20 ℃比40 ℃时能获得更高的输出能量和稳定度。该设计能缩小激光器体积，获得稳定的激光输出，代替水冷在低温下应用。

研制了一台LD侧面抽运Nd∶YAP腔内三倍频447.1 nm脉冲蓝光激光器.采用列阵高频激光二极管侧面抽运Nd∶YAP晶体，使用V型折叠腔，LN晶体电光调Q，输出高峰值功率的1 341.4 nm偏振基频光.选取KTP晶体Ⅱ类临界相位匹配倍频，获得670.7 nm红光.使用LBO晶体Ⅰ类临界相位匹配把670.7 nm的倍频光与1 341.4 nm的基频光进行和频，获得三倍频447.1 nm的蓝光输出.实验结果表明：优化后的V型折叠腔，可提高非线性转换效率，在平均抽运功率92.4 W时，获得了平均功率887 mW、峰值功率17.7 kW、脉宽50 ns的偏振蓝光输出，光-光转换效率为0.96%.

研制了一台基于Nd∶YAP晶体线偏振激光输出特性而省略起偏器方式的电光调Q高重频Nd∶YAP红光激光器.通过对Nd∶YAP晶体的热透镜焦距的实验测量，优化设计了三镜折叠腔的各个参量，采用LN晶体电光调Q、KTP晶体Ⅱ类匹配腔内倍频，最终获得670 nm红光输出.在重复频率1 000 Hz、抽运电流75 A时，获得了峰值功率28.3 kW、脉宽76 ns的偏振红光输出，倍频效率为37.1%.

介绍了一种获得晶体动态外锥折射的方法.用全固态绿光激光器和双轴晶体kNbO3，通过改变位于已消球差的双胶合透镜后表面处可变光阑的通光孔径，即改变入射光束的会聚角度，来实现入射光会聚角对外锥折射锥角的调制，由此得出双轴晶体kNbO3外锥折射的锥角表达式.实验结果表明，周期性改变孔径光阑通光孔径的大小(入射光束的会聚角度)时，外锥折射锥角也同步地发生周期性的改变; 外锥折射锥角等于入射于双轴晶体端面上的光线的会聚角.利用可变光阑可实现双轴晶体动态外锥折射并获得可控激光环，实验所测锥角角度与理论计算符合较好.

建立了空心锥状双高斯光束的模型。在空心高斯光束模型的基础上,由初始光场的光强分布,利用柱坐标下的柯林斯公式,导出了空心锥状双高斯光束经过傍轴光学系统的解析传输变换式由传输变换式计算分析了空心锥状双高斯光束在自由空间的可控传输特性,及在1,10和60 m的截面光环的光强分布。用KNbO3双轴晶体进行实验,获得了空心锥状双高斯光束,外锥折射的锥角等于入射光会聚角。实验表明,当空心光束处于锥状发射状态时,空心光束的光环内黑斑面积随传输距离的增加而增加,实验结果与模型吻合较好。该研究为进一步设计制备基于空心锥状双高斯光束的新型激光元件提供了理论依据和设计参量。

研制了一种新型的平面移动式车灯配光检测系统。通过同国内通用的转台式车灯配光测试系统比较,建立了误差传递函数,分析了两种系统的误差;与标准照度计比较,测试出测试点的光照度值误差;最后,由多点残差法计算信号灯最佳测试距离。对JT200和AD100车灯进行测试,结果表明,该测试系统的理论定位精度为0.14 mm,是转台式测试系统的31倍,照度测试误差为0.02 lx,精度提高了2倍;该测试系统信号灯发光强度测试误差与测试距离成正比,转台式测试系统的最佳测试距离为2 m,而不是国内通用的3.16 m。该检测系统精度高,车灯测试距离可调,易于控制,能满足国际标准测试要求。