本文提出一种多址光纤微波频率传递技术，可以实现一个主端到多个从端的系统构架，并且支持信号中途下载功能，增强了光纤微波频率传递技术的应用范围。本文系统方案主从端采用不同的激光波长，消除了信号光寄生反射和背向散射的影响。经实验验证，多址光纤微波传递系统稳定度分别达到3.5×10^-14/s和1.2×10^-17/10⁵ s；中途下载端的稳定度分别为4.1×10^-14/s和6.5×10^-17/10⁵ s。多址光纤微波频率传递系统所实现的指标能够满足目前各种应用对微波原子频标的远距离传输需求，具有广阔的应用前景。

在各向同性激光冷却原子实验中，光场分布是影响冷原子分布的重要因素，可以利用真空腔的结构和激光的注入方式的不同来调控腔内的冷原子分布。本文提出了一种扁平形漫反射腔体结构，并对冷却光的不同注入方式和不同尺寸的腔体结构形成的光场分布进行了仿真。仿真结果表明，与自由空间光入射相比，激光由光纤入射能够获得更均匀的准二维分布的光场，因此可以通过调节光纤的入射角度及光纤参数，实现对光场均匀度的优化。此外，随着腔体边长的等比放大，腔内光功率密度呈负指数幂衰减。扁平形漫反射腔形状接近二维，在准二维分布的光场和特殊的扁平形腔体结构的作用下，能够获得呈准二维分布的冷原子，在量子传感及量子精密测量领域具有重要的应用前景。

针对场景偏振三维成像中光照不均匀、色彩、材料复杂和大视场下观测方向变化等原因造成的偏振法线梯度不准确和真实三维信息获取困难的问题，提出一种基于方向感知卷积神经网络的场景偏振三维成像新方法。首先，搭建具有方向感知能力的场景深度估计网络结构；其次，利用卷积神经网络所估计的场景深度对偏振法线梯度进行校正；最后，利用校正后的梯度通过基于梯度的积分算法进行三维重建。实验结果表明，所提方法解决了偏振固有的方位角模糊，提高了在光照不均匀、大视场范围场景条件下获取的法线梯度的准确性，最终在恢复场景真实三维形状的同时保留了丰富的纹理细节信息。实验结果证明了所提技术的有效性与优越性。

露天矿山在爆破过程中势必会给边坡稳定性造成影响, 特别是边坡处于岩溶发育区时更容易造成边坡失稳, 为了研究在爆破作用下岩溶对边坡稳定性的影响, 本文依托塘垭石灰岩矿山边坡工程, 以该矿山+1014 m平台出露岩溶为研究对象, 利用 ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件进行数值模拟, 考虑爆破振动效应影响, 得到了围岩的应力分布, 重点对比分析了有无溶洞条件下, 爆破对边坡应力、爆破振速、边坡岩体损伤以及边坡有效应力产生影响的差异。研究结果表明: 在台阶爆破时, 由于溶洞的存在, 使得台阶出现受力改变, 出现多次应力集中现象, 但台阶受力产生的应力值仅有7.6 MPa, 仍无法达到破坏岩体的程度; 不同空间位置的监测点, 由于溶洞的存在, 振动速度的差值变大, 且垂直方向比水平方向的振动速度变化更大, 尤其是空间位置靠近边坡坡面的监测点, 对这种情况的反应更加明显, 边坡坡面的监测点振动速度差值最大约1 cm/s, 未超过安全允许振速; 在爆破次数不断增加的过程中, 岩体内部的损伤也在逐步加剧, 且损伤在有溶洞的影响下更为明显, 岩溶区半径越大, 爆破次数越多, 损伤就更为严重; 对比前期开展的岩石单轴抗压强度实验得知, 尽管溶洞的存在会造成应力值的改变和应力集中现象, 但产生的有效应力峰值总体均远低于岩体的单轴抗压强度。针对爆破过程对边坡稳定性造成的影响, 提出岩溶区边坡的支护处理措施, 可为类似边坡爆破工程提供参考。

针对激光雷达因为颠簸等路面原因突然转向和做摇摆运动所造成的运动漂移问题，提出一种基于连续时间样条约束的改进激光里程计。在运动非连续性假设下，基于扫描关键帧和样条分割来提高点云匹配精度，然后添加样条约束，基于改进迭代最近邻（ICP）算法进行帧与地图匹配，有效抑制运动轨迹的漂移。在KITTI里程数据集和实验室采集的里程数据集上的实验结果表明，所提激光里程计改进算法分别使运动轨迹的全局平均误差降低了12.43%、29.40%。与目前基于几何特征的方法相比，所提改进激光里程计稳定且有效抑制了运动轨迹漂移，改善了激光里程计性能。

在激光雷达障碍物检测方法中，传统的角度约束算法面对特殊角度的点云或者缺失点云时会导致过分割。针对这个问题，提出一种基于改进角度约束的三维激光雷达障碍物检测方法。将点云转换为深度图，使用新的断点检测器完成初阶分割并构造图结构，描述点云集合，通过搜索图节点对满足簇间距离的点云集合进行合并。与传统方法相比，断点检测器增强了分割的鲁棒性，图结构搜索解决了点云缺失造成的过分割问题，同时加快了聚类速度。与传统方法相比，所提方法的平均耗时缩短了51.4%，平均正检率提高了11.5个百分点。