为了改善成像光谱仪的检测能力,在不改变硬件结构的情况下,采用光谱细化最优化的新方法,利用液晶可调谐滤光片式成像光谱仪,取得了入射光近似光谱数据,进行了理论分析和实验验证。结果表明,在3组数值仿真数据中,相较于成像光谱仪测量光谱,该方法得到的近似光谱与入射光真实光谱的光谱强度差的标准差分别减小了79.3%,68.3%和58.8%;在两组实验数据中,标准差分别减小了84.4%和60.7%;求解得到的近似光谱与入射光真实光谱的近似程度得到了显著提高,较好地分离了相隔较近的光谱峰。这一研究改善了成像光谱仪的光谱检测能力。

室内人体红外辐射理论对于人的红外探测、医学治疗、侦探、灾后搜救等领域的应用具有重要作用,而目前对室内人体目标的红外热辐射还缺乏系统、整体描述的探测模型。为提高红外系统对人体的探测和识别能力,从生物传热方程出发,利用红外物理和传热学理论,给出室内人体表面温度场和红外辐射量的理论计算方法,建立了室内着装人体探测模型。在介绍人体组成和体温调节系统的基础上,对室内人体表面温度场进行了系统讨论,分析了影响室内人体红外热辐射的主要因素。实验结果表明,模型所计算的理论值误差在允许范围内。

从核爆炸光辐射特点出发，结合我国中纬度地区大气特点，研究了(0．2～1．2)μm波段大气传输性能。通过实际测量数据分析可知，大气对(0．2～1．2)μm光辐射起主要作用的成分有水蒸气、二氧化碳和臭氧的分子吸收和散射以及气溶胶大粒子的散射。综合考虑这些因素，改进了水平路径传输上(0．2～1．2)μm光辐射大气传输经验方程。计算机仿真结果表明：该方程能体现我国中纬度地区光辐射的传输情况，对(0．4～0．8)μm可见光波段能很好地吻合。将(0．4～0．8)μm波段光辐射大气传输定量计算结果直接应用到基于可见光辐射探测的核爆炸探测子系统中，模拟核爆炸探测，实验结果表明：与传统大气传输计算软件的定性结果相比，该方法的测量精度有明显的提高。

从核爆炸光辐射的特点出发,对基于高速CMOS图像采集与处理的核爆炸光辐射探测系统从理论和结构上进行了分析。根据实际需求,采用高速CMOS成像器件作为光电传感器、DSP快速图像处理系统为中心进行系统架构。分析了基于图像处理的核爆炸参数测量原理,并对大气传输造成的光辐射测量误差进行了计算,编写了图像处理的相关算法程序。模拟实验表明,基于图像处理的核爆炸光辐射探测系统能准确探测核爆炸的相关参数如当量、俯仰角和距离,与传统方法相比具有高精度和良好的稳定性和可靠性,具有一定的实用价值。

虚拟光栅变频投影三维测量技术采用多光束干涉条纹形成虚拟余弦光栅,将虚拟余弦光栅投影到被测物体上得到被物体形貌调制的变形虚拟光栅.通过调整多光束干涉的楔角改变虚拟光栅频率,将两幅不同频率的变形虚拟光栅经过光学接收系统成像在CCD像机上,对CCD像机记录的变频变形光栅图像进行综合处理从而获取被测物体的三位形貌.本文给出了这种测量技术的原理,实验结果表明,采用变频虚拟光栅投影三维形貌测量技术可以有效地解决三维测量中被测物体高度变化率过大引起相位展开困难的问题.

莫尔三维测量中的傅里叶变换轮廓术(FTP)采用单一频率进行测量,存在着由于待测物体高度变化率过大引起的相位解调困难问题。为解决该问题提出了利用双频虚拟光栅投影的三维测量方法。通过双色光干涉同时形成双频虚拟光栅,将双色干涉条纹投影到被测物体上得到被物体形貌调制的变形彩色干涉条纹。变形的彩色干涉条纹经过光学接收系统成像在彩色CCD探测器上。彩色CCD探测器所接收到的是双色光通道复合的变形虚拟光栅图。通过色度学方法对同一幅彩色变形虚拟光栅图的不同色光通道进行分离,并对分离后的双频虚拟光栅调制图进行综合。既兼顾了效率,又有效地解决了被测物体高度变化率过大引起相位解调困难的问题。

为了准确评估固体推进剂的性能,研制了红外激光羽烟透过率测量系统.系统采用透射的方法:在发射端对激光信号采用内调制,由光学系统送入接收端,并将接收到的信号进行光电转换、信号处理和A/D转换后送入计算进行数据的处理和显示.现场测试结果表明该系统的精度、响应速度和稳定度达到设计要求.

本文提出了一种测量汽车油管位置的方法.该方法采用平行光投影的光学系统,以高分辨率面阵CCD成像,通过数字信号处理(DSP)系统进行图像采集与处理,处理速度快,可以实现实时处理.在图像处理中,采用合适的边缘检测方法,提高了测量精度.数据处理中采用了最小二乘法拟合曲线,可以精确的拟合出油管像的曲线.与理论曲线相比较,就可以有效地测量油管的位置.

在阐述叠加莫尔方法测量物体三维形貌基本原理的基础上,导出正弦光栅照射法等高莫尔条纹检测的数学模型.并对实测三维物体的等高莫尔图进行了灰度均匀、图像增强、细化处理等一系列处理,得到了物体等高莫尔条纹的轮廓线.

通过研究激光照准系统中柱形边缘引起的边缘衍射和干涉效应,分析其对边缘瞄准精度的影响.