三维扫描获取待测对象点云时，不可避免地会出现噪声点和异常值，严重影响点云平面参数估计和平面拟合精度。随机抽样一致性（RANSAC）和主成分分析（PCA）结合的算法可以有效估计点云平面参数并拟合平面，具有一定鲁棒性，但RANSAC算法每次迭代时都需要判断以区分内点与外点，具有冗余性，对运行效率有一定影响，同时其估计结果也会受到迭代次数的影响。针对以上问题，提出了一种结合最小平方中值（LMedS）和PCA的算法拟合点云平面，并选取3种点云模型进行实验，分别为Semantic3D户外场景点云数据库、线激光传感器获取的零件表面点云及普林斯顿大学的室内数据集。实验结果表明，在十万数量级点云中，LMedS算法可以有效估计点云平面参数，与RANSAC算法相比，LMedS算法不仅可以有效估计平面模型，且运行速度有一定提高，耗时少，两者的精度相当，是一种具有较强鲁棒性和优势性的点云平面拟合算法。

为了提高多旋翼无人飞行器机载光电平台的扰动补偿能力，实现机载光电平台的稳定跟踪控制，提出一种基于改进扰动观测器和径向基函数(RBF)神经网络逼近的复合补偿控制方法。首先，对现有扰动观测器结构进行改进，构建基于速度信号的改进型扰动观测器，并分析了干扰补偿能力和稳健性；然后，利用RBF神经网络的函数逼近性质解决非线性未知扰动的补偿问题；最后，基于Lyapunov稳定性原理设计出复合补偿控制结构。实验结果表明，机载光电平台的扰动得到有效补偿。该补偿控制方法具有较高的稳定精度和跟踪控制性能，满足多旋翼无人飞行器机载光电平台的稳定控制要求。

提高谐振腔的稳定性一直是激光技术的一个重大问题。将“猫眼”逆向器作为反射镜，组成“猫眼”谐振腔可提高激光谐振腔的稳定性。以功率稳定性为参考指标，做了一系列对比实验来对比“猫眼”谐振腔He－Ne激光器和现有He－Ne激光器在失调特性、温度漂移方面的性能。结果表明，“猫眼”谐振腔激光器稳定性显著优于传统平凹谐振腔和凹凹谐振腔激光器。进行了免调节“猫眼”谐振腔He－Ne激光器的实验，“猫眼”谐振腔He－Ne激光器的功率稳定性达到了以前各种构造的He－Ne激光器无法达到的高水平。

将猫眼逆向器作为激光谐振腔的一个腔镜组成猫眼谐振腔。介绍了猫眼逆向器的结构，阐述了猫眼逆向器中凸透镜和凹面镜的间距改变时猫眼曲率半径的相应变化，并通过有效地控制该间距来选择激光横模，从而保证基横模输出。在激光谐振腔衍射积分方程的基础上，运用牛顿柯特斯数学方法，对不同参量下的猫眼激光谐振腔的横模状况进行分析，得出了各阶横模对应的特征值和功率损耗，计算出保证基横模输出的参量，并与实验对比，得到了一致的结论，为激光器的横模选择和控制提供了一种简便易行的新方法。

由双面增透的凸透镜和凹面全反镜组成的猫眼逆反器(CER),替代传统平凹腔中的平面腔镜可构成一具有较佳失调特性的猫眼腔(CEC)。根据腔中稳定振荡高斯光束的自再现特性,对腔内各处的q参量进行分析,证明了束腰刚好处于猫眼腔中凸透镜的位置,因此猫眼系统可用几何光学成像公式进行设计。但因光学加工或装配等误差,传统的光腔参量选择的经验公式不再适用,所以还利用了光线追迹和空间衍射计算方法对光腔参量的最佳选择进行分析。分析表明在其他参量不变的情况下,增加凹面输出镜曲率半径可较好地改善激光横场模式。最后对分析进行了实验验证。

将猫眼逆向器作为反射镜,应用在全外腔长氦氖激光器中组成猫眼谐振腔来提高激光谐振腔的稳定性,并设计了一套检测猫眼逆向器的装置。以功率稳定性为参考指标,做了一系列对比实验来研究猫眼谐振腔氦氖激光器和现有氦氖激光器在失调特性、温度漂移方面的性能差异。结果表明,猫眼谐振腔激光器稳定性显著优于传统平凹谐振腔激光器。

提出了一个简单的相位去包裹方法条纹的级数相位去包裹算法, 将其用来恢复物体的真实相位。 与传统的条纹相位去包裹方法相比较, 该方法能够消除光载频、物体边缘、 阴影和盲点的影响。 理论分析和实验结果证明该方法适用于条纹空间相位测量方法解调的包裹相位。