为了研究激光选区熔化GH3536高温合金成形工艺对成形件内部缺陷类型、尺寸、数量的影响，采用激光选区熔化设备进行样件制备，对其进行抛光态观察和致密度、缺陷数量测试，并分析了合金的缺陷类型、尺寸分布及数量。研究表明：随着工艺参数的改变，能量密度逐渐增加，成形件致密度逐渐增加，并趋于稳定。在79.17~92.59 J/mm³的能量密度范围内，样件内部均匀致密，无缺陷；随着能量密度逐渐增大或者降低，样件内部主要为气孔型缺陷，气孔尺寸<0.1 mm。能量密度≤48.87 J/mm³时，样件内部缺陷主要为未熔合及微裂纹。

工业设备、**装备等大型复杂系统在全寿命周期中通常会经历贮存、待机、测试、运转、维修等多个状态, 且不同状态下设备内部损耗速率各不相同, 这给设备的剩余寿命预测问题带来新的挑战。鉴于此, 提出了基于维纳过程建立多状态切换设备的退化模型, 结合半马尔可夫模型和离散马尔可夫链模型, 推导得到了多状态切换设备的剩余寿命, 并提出了一种蒙特卡罗仿真算法进行求解。此外, 采用了期望最大化算法和极大似然算法辨识所提模型参数。最后, 通过仿真实验和实际案例证明了所提算法的有效性。

采用激光粉末床熔融（LPBF）技术成功制备了TiC颗粒增强Inconel 718复合材料，并研究了TiC含量对Inconel 718复合材料成形质量、微观组织和力学性能的影响。研究结果表明：与Inconel 718高温合金相比，0.5%TiC/Inconel 718和1%TiC/Inconel 718复合材料块体不同表面的粗糙度增加量均控制在5%以内，0.5%TiC/Inconel 718复合材料的内部孔隙数量增加了37.5%，1%TiC/Inconel 718复合材料的内部孔隙数量增加了7.25倍；添加TiC颗粒后，复合材料的致密度降低，1%TiC/Inconel 718复合材料的致密度由Inconel 718的99.70%降低到99.32%；Inconel 718合金及其复合材料的组织均呈外延生长特征，其中复合材料中的TiC颗粒均匀分布于Inconel 718合金基体中；随着TiC含量的增加，复合材料的显微硬度逐渐增大，1%TiC/Inconel 718复合材料的平均显微硬度从Inconel 718高温合金的273 HV逐渐增大到302 HV。与Inconel 718合金相比，1%TiC/Inconel 718复合材料的抗拉强度和屈服强度分别提高了66 MPa和45 MPa。

为研究激光熔覆修复过程中稀释率的主要影响因素及其对修复性能的影响，在300M钢表面对12Cr17Ni2B新型不锈钢粉末进行激光熔覆试验。为了使粉末充分熔化并减小基体热影响区的软化程度，调整粉焦高于基体表面。分别探索扫描速度及粉末吸热率（激光功率与送粉速率之比）对稀释率的影响，结果表明：两种工艺参数均可以显著改变稀释率的大小，扫描速度会显著改变熔覆层的面积，粉末吸热率会显著改变熔合区的面积。为了明晰稀释率对修复性能的影响，采用粉末吸热率为自变量的工艺调控稀释率，并分析稀释率对修复性能的影响；结果表明：稀释率对修复件界面结合强度的影响不大，但对热影响区的软化程度有一定影响，基体对熔覆层的稀释有利于熔合区硬度的提高，但过大的稀释率会导致熔合区开裂。

针对传统混沌激光雷达系统结构复杂和成本高的问题, 文章提出了采用现场可编程门阵列(FPGA)和任意波形发生器(AWG)两种发射方案, 基于改进的Logistic映射公式实时动态生成数字混沌信号。将在电上生成的数字信号调制到直调激光器上生成光域的混沌信号, 混沌光信号作为激光雷达发射信号, 进而配合光学收发系统搭建成套的激光雷达探测系统, 对一个反射率为50％的待测物进行距离测量, 无需复杂的光学结构即可实现厘米级别的准确测距。通过实验比较连续和二值化处理后的混沌信号测距效果, 发现二值化混沌信号的测距准确度比连续混沌高一倍以上, 对于不同频率下的方波、正弦波和混沌干扰信号具有更强的抗干扰能力, 展现出更大的应用优势。

混沌作为一种非周期、类随机以及初值敏感的非线性动力学现象, 是保密通信重要的传输载体。针对传统的混沌同步方式结构复杂和实现难度大的问题, 文章提出通过现场可编程门阵列(FPGA)实现神经网络的方法来对混沌进行同步。在发射端使用FPGA, 根据洛伦兹状态方程生成混沌信号, 并对传输信号进行实时加密, 利用神经网络对混沌发射系统进行精确的数学建模, 在接收端通过训练好的神经网络模型对信号进行解密, 并将神经网络模型在FPGA上验证通过, 最终成功实现了对10 Mbit/s信号的实时加密和解密。该方法极大简化了混沌保密通信系统的同步结构, 为点对多点的实时混沌保密通信提供了可能。

采用电极感应气雾化方法制备新型高强度双相钢粉末。设计了以雾化压力、熔炼功率和气体加热温度为变量的正交试验方案, 在不同条件下制备得到高强度双相钢粉末。利用扫描电镜(SEM)、激光粒度分析仪、氮氧分析仪和霍尔流速计对不同条件下所获粉末进行测试分析, 得到了雾化压力、熔炼功率和气体加热温度对粉末的表面形貌、球形度、粒度分布、氧氮含量和流动性的影响规律。结果表明优化工艺下制备的高强度双相钢粉末综合质量良好。最优工艺下粉末氧含量约44 ppm, 氮含量约655 ppm, 粉末平均粒径不超过100 μm, 粉末流动性优于14 s/50 g。利用该粉末在2 205双相不锈钢基体表面进行激光增材试验, 所制备的熔覆体材料沿扫描方向的抗拉强度约910 MPa, 延伸率约30%, 横截面维氏显微硬度为300 HV～360 HV。

三维多孔结构是内窥镜在医疗外科手术和工业检查领域常见的一种场景, 然而内窥镜成像分辨率低, 其应用场景纹理特征弱、噪声大, 这导致应用传统的从运动中恢复结构(SFM)算法进行多孔结构的三维重建和定位难度大, 可行性低。为此, 本文提出了一种面向低分辨率单目内窥镜图像序列的三维多孔结构重建方法。首先将基于加权引导滤波的图像增强算法应用于内窥镜图像纹理细节的提升; 接着利用快速行进(FMM)算法去除漂浮杂质; 然后提出了一种检测离群点对的方法用于优化特征点匹配结果, 通过SFM计算获得稀疏点云; 最后针对本文研究的多孔结构, 提出了一种基于模板匹配和最小二乘拟合的孔洞三维结构提取方法。实验结果表明: 多孔球面上的重建结果中孔间距和孔直径的相对误差均小于10%, 真实肾结石手术场景上的重建与实际相符, 验证了本文整体算法流程的有效性、准确性和可行性。

在现有研究中,通常采用无记忆效应的马尔可夫过程模型来描述光电设备的随机退化,忽略了其退化过程中状态之间的长期相关性。鉴于此,首先,基于非线性分数布朗运动提出了一种具有记忆效应的随机退化模型,用于描述测量误差与随机效应影响下的光电设备退化过程;在此基础上,基于弱收敛理论推导得到了首达时间意义下设备剩余寿命的近似解析式。其次,分别采用极大似然估计算法与贝叶斯推理完成了模型参数的离线估计与实时更新,进而实现剩余寿命的自适应预测。最后,将所提方法应用于GaAs激光器的性能监测数据中,实验结果表明所提方法能有效提高光电设备剩余寿命的预测精度。

针对现有局部立体匹配算法在弱纹理表面、深度不连续处等特定区域匹配精度低、实时性难以满足要求等问题,提出了一种基于跨尺度引导图像滤波的稠密立体匹配算法。利用图像分割技术对立体图像进行预分割,得到分割区域内像素的聚合半径;以此半径为指导,在立体图代价空间中以3种不同尺寸的核进行滤波,引入正则化项确保聚合代价的一致性,以得到更有效的聚合代价;运用简单高效的贪心策略获取初步视差。基于Middlebury测试平台的实验结果表明所提算法兼具实时性和高效性。