为了有效避免自动调焦算法在验证评估过程中需要依赖于调焦硬件机构的问题, 研制了一套基于离焦图像模拟的自动调焦性能评估与仿真系统。该系统通过生成不同离焦状态下的图像, 实现如下两方面的功能: 一方面可以实现不同清晰度评价函数的性能评估; 另一方面还可以根据调焦系统的设定参数, 对调焦过程调整以及调焦窗口选取进行效果仿真和性能评估。实验结果表明, 该系统可以根据设定的光机参数, 对自动调焦过程中清晰度评价函数性能、调焦效果、搜索路径、调整耗时等性能进行初步仿真和评估。也可以为调焦系统的光学系统、机械结构以及电机驱动的设计提供一定的参考依据。

提出一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的高精度守时方法，以统计学为基准，结合高精度恒温晶振和北斗/GPS双模接收器产生同步标准秒脉冲信号。当授时系统导航卫星失连，系统根据存储晶振脉冲数计算出均值和方差，动态设置系统晶振脉冲计数器阈值从而模拟产生高精度秒脉冲信号，消除晶振累积误差。实验结果表明，1 h内授时系统守时误差小于250 ns，可满足授时系统在电力、靶场等系统中的守时要求。

为提高复杂环境下TLD(Tracking-Learning-Detection)算法的跟踪精度和速度, 提出基于二值化规范梯度(BING)的高效TLD目标跟踪算法。在跟踪器中引入基于时空上下文的局部跟踪器失败预测方法和全局运动模型评估算法, 提高了跟踪器准确度和鲁棒性; 用BING算法取代滑动窗口搜索策略, 结合级联分类器实现目标检测, 减少了检测器的检测范围, 提高了检测的处理速度; 将训练样本权重整合到在线学习过程中, 改进级联分类器的分类准确度, 解决了目标漂移问题。对不同的图片序列实验结果表明: 本算法的跟踪正确率达85%, 帧率达19.79 frame/s。与原始TLD算法及其他主流跟踪算法相比较, 该算法在复杂环境下具有更高的鲁棒性、跟踪精度及处理速度。

由于现有目标跟踪算法在复杂环境下易发生目标漂移甚至跟踪丢失，故本文提出了以双重采样粒子滤波为框架，基于增量深度学习的目标跟踪算法。该算法在粒子滤波中引入粒子集规模自适应调整的双重采样来解决粒子衰减及贫化问题，并利用无监督特征学习预训练深度去噪自编码器以克服跟踪中训练样本的不足。将深度去噪自编码器应用到在线跟踪中，使提取的特征集合能够有效表达粒子图像区域。在深度去噪自编码器中添加了增量特征学习方法，得到了更有效的特征集以适应跟踪过程中目标外观变化。该方法还用线性支持向量机对特征集合进行分类，提高对粒子集合的分类精度，以得到更精确的目标位置。在复杂环境下对不同图片序列进行的实验表明: 该算法的跟踪综合评价指标为94%、重叠率为74%，平均帧率为13 frame/s。与现有的跟踪算法相比，本算法有效地解决目标漂移甚至跟踪丢失问题，并且对遮挡、相似背景、光照变化、外观变化具有更好的鲁棒性及精确度。

提出一种新的多尺度改进加速鲁棒特征(SURF)分块特征匹配算法，定义为Modified-SURF(M-SURF)。此方法在运用图像积分技术的SURF基础上进行分块特征匹配，使计算速度进一步加快；同时使用了基于二阶多尺度模板生成的特征描述子，提高了特征点匹配的鲁棒性。文中首先推导了M-SURF算法二阶多尺度模板公式；然后，介绍了分块匹配的方法，解决了匹配计算速度与精度不能兼得的矛盾，通过实验获得了分块模板的最佳参数；最后，采用欧氏空间最近距离比次近距离的方法衡量匹配的优劣度，利用LMedS方法剔除误匹配点，使匹配精度有较大的提高。对多组图像进行了匹配实验，结果表明：与SURF和尺度不变特征变换(SIFT)算法比较，M-SURF的计算速度提高了28％，匹配精度提高了3％。该算法能够很好地实现特征点的正确匹配，具有很高的使用价值。

由于具有效率高、可靠性强和寿命长等优点，斯特林型脉管制冷机在空间应用方面具有明显优势， 近年来也逐渐成为人们研究的热点领域。通过对国内外斯特林型脉管制冷机在空间应用中的最新研究进展进行分析，展望了斯特 林型脉管制冷机的应用前景和发展趋势。最后阐述了百赫兹脉管制冷机的研究现状及其关键技术。

提出了基于构建最优函数来提高飞机姿态测量精度的方法。首先，利用模板匹配法获得飞机在两个测站投影的同名特征点，在发射坐标系下采用交会获得飞机同名特征点的坐标值，根据飞机在空间的特征三角形解算飞机姿态的初值。然后，建立飞机体坐标系；利用成像的共线方程，重新计算空间特征点对应的像点坐标；以重投影结果与实际像点之间的偏差最小作为优化目标函数。最后，通过迭代提高目标姿态解的精度。实验结果表明，飞机轴向成像在大于500 pixel时，姿态角测量误差小于0.1°。与中轴线法及飞机角平分线方向向量法测量精度比对，本文提出的方法采用的数学模型正确、算法合理，有效地提高了飞机姿态的测量精度。

为了实现飞机姿态的测量，提出用光电经纬仪单站空间余弦姿态测量方法及多站面面交汇测量方法来获得飞机姿态参数。经纬仪单站加距离信息测量飞机姿态时，采用穷举法获得飞机轴线上的特征点，利用空间的位置关系获得空间姿态参数；经纬仪多站交汇方法获得飞机飞行姿态参数时，首先采用Hough变换对二维平面图像拟合获得目标中轴线，然后计算原点到目标的中轴线的垂直距离及原点到目标的中轴线的法线与X轴正向的夹角，获得目标在二维平面的直线方程。目标图像的二维中轴线与摄影系统的光学中心唯一确定了一个空间平面，采用面面交汇的方法，获得空间中轴线，得到飞机轴线的偏航角及俯仰角。实验结果表明，单站测量目标姿态在距离＜6 000 m时，姿态角测量误差＜1°；多站测量目标姿态在交汇角为30～150°时，姿态角测量误差＜0.6°。精度比对结果表明，本文采用的数学模型正确、算法合理，有效提取了飞机的姿态参数。

MSP430系列单片机是集成度高、超低功耗的16位单片机。Cyclone 系列芯片是Altera公司推出的低价格、RAM可达288kb的高容量的FPGA。IRIG-B码广泛应用于靶场时间信息的传递和各系统的时间同步。详细介绍了IRIG-B码解码电路和调制电路的硬件设计。MSP430的软件采用C语言编写,使程序有很强的可移植性。