为提高无人机自主着陆过程中导航系统的自主性与精确性,设计了一种视觉辅助惯导组合导航方法.该方法以惯导误差方程为过程方程,以着陆过程中单目摄像机2个时刻所得地面特征点投影之间的双视图几何约束为量测方程,构建了非线性滤波器;利用SR-UKF方法实现了惯导误差估计,提高算法效率的同时有效地避免了UKF中由于矩阵开方运算导致的滤波失效;最后根据估计结果校正了惯导导航数据.仿真结果表明:该方法能够提高导航系统精度,使误差降低到惯导系统的8%左右.

基于矩形两组对边的消隐点特性和隐含的长宽比信息，提出了一种新的摄像机自标定几何方法。该方法仅依据同一个矩形的两次或三次成像，即可在摄像机传感器特性已知或未知时标定摄像机内参数并辨识矩形长宽比。利用空间中有限距离点与同一无穷远点的连线相互平行和完全四边形的调和分割特性，以及被多次成像的矩形长宽比相同的特点，建立了摄像机内参数约束方程。通过建立与直线段成像相关的代价函数，提出了畸变参数寻优与线性内参数标定相迭代的畸变校正方法，可获得与摄像机无畸变情况下相当的自标定精度。在确定矩形任意两个顶点坐标的情况下，即可求解摄像机所有外参数。仿真实验表明，该标定算法收敛快速，对图像噪声不敏感。实际图像实验表明，与传统平面靶标法相比，该方法不但减少了预知条件，而且提高了标定精度和效率。

应用非成像光学的原理, 介绍一种简单、实用的旋转对称反射器的自由曲面设计方法——环带法。提出环带法的设计思路, 将光源的出光分布和灯具光学组件的出光分布分别按一定的角度间隔平均划分为不同的环带区间, 根据不同环带区的光通量值差异进行一系列的对比分析, 从而确定光源出射光线与灯具出射光源的对应关系, 最终确定反射面的斜率, 求解由斜率构成的二元一次方程组便可得到反射曲线的线形。描述了环带法的详细设计步骤和细节, 并通过针对LED光源的具体应用实例加以验证, 最终实现对光源的精确配光, 设计吻合程度可达98.4%。

利用一组平行线在不同姿态摄像机图像平面中对应消隐点间的无穷单应关系和摄像机相对姿态信息，提出了一种摄像机焦距的高精度实时标定方法。该方法仅通过摄像机在任意两个位置下拍摄同一组空间平行线，基于消隐点对之间的无穷单应关系构建约束，求解焦距参数；将对应光心与消隐点连线的平行程度作为优化指标，利用Nelder-Mead非线性单纯型法实现焦距参数的优化，有效地抑制了图像噪声和姿态测量误差，提高了标定结果的精度和算法的稳健性；大量仿真结果验证了该算法可以在任意相对姿态下实现，且具有精度高、稳健性强、实时解算的优点。

提出了一种畸变中心未知的非量测摄像机畸变标定新方法，该方法无须求解摄像机内外线性参数即可标定摄像机二阶多项式径向畸变校正模型。该方法分两步实现：将直线畸变成像的曲线的两个端点用直线段连接以形成闭合曲线，得到其面积值及端点与畸变参数及中心的近似关系，以此完成近似标定；依据该闭合曲线端点和当前畸变标定值，由畸变模型生成参考值对近似关系进行修正，准确逼近实际的畸变参数与中心。另外，设计了一种畸变校正指标函数，利用局部非线性优化方法进一步抑制了噪声对标定结果的影响。仿真和实际图像实验均表明该方法收敛快速，标定精度高。

为满足光模块产品低成本、高链路容量的发展需求，提出了一种紧凑型小型化可热插拔(CSFP)光收发模块的设计方案及测试方法。简要说明了CSFP的应用背景，并详细论述了CSFP中的光电集成技术及其优势，针对模块发送、接收及控制等关键电路提出了符合CSFP MSA协议的模块设计方案，并根据此设计方案制作了样品模块，通过测试和分析其性能参数，证实了方案的可行性，为实际的产品化生产提供了参考，达到了预期目标。

对4.25 Gbps小型化可热插拔(SFP)光收发模块的关键参数进行了理论分析，从发射、接收和控制3个方面讨论了模块的结构组成，设计出了符合SFP MSA及SFF-8472协议的光模块，并根据此设计方案制作了样品模块。在-40,25,85 ℃环境温度下测试和分析了模块的性能指标，结果显示其光功率、消光比和灵敏度等均符合设计要求，且在适用温度范围内表现出良好的稳定性。实验证实了方案的可行性，为模块的产品化提供了参考。

提出了一种通用的飞行控制系统可视化仿真平台的设计与实现方案，具有控制系统可视化建模、仿真执行效率高、易于扩展和通用性强的优点。该平台在某型飞机模拟器基础上,设计了基于改进A*算法的静态航迹规划和基于电荷法的动态航迹规划。以并行化计算的思想设计了系统的总体框架，并通过OpenMP多线程并行多核编程技术和Matlab并行计算工具箱的SPMD(Single Program Multiple Data)技术实现了平台仿真的并行解算，大大提高了仿真效率。以“Beaver”多模态自动驾驶仪仿真设计为例，验证了平台的可行性。

为了消除光模块在通信时的噪声、抖动等不利影响，提高光通信质量，提出了一种电路补偿改善方法。该方法通过建立激光器模型，分析了光模块中激光器寄生参数的来源及影响，探讨了补偿原理和具体电路设计方法，并通过实验对该理论进行了验证，总结出补偿电路的一般设计步骤。