针对投影仪-摄像机系统参数标定过程中角点识别精度低、抗噪性差的问题,提出一种新型的投影彩色模式特征图像和角点亚像素检测算法以提高角点检测识别精度。鉴于投影仪-摄像机在光子信号传输过程中会因系统通道耦合性导致光子信号损耗,特进行建模分析,并提出一种系统耦合性校正方案,以降低系统耦合性串扰的影响。在系统标定参数解算过程中,投影特征点会因外界因素的干扰而与摄像机反馈的特征信息匹配错误率高,从而导致投影仪的标定参数误差值较大,考虑到投影仪-摄像机具有对极几何约束关系,提出一种成像反馈式的射影几何约束优化方法,用于对系统参数优化标定。通过实验分析可知,本文方法识别精度能够到达0.25 pixel,同时具有较高的面平行度和线垂直度。投影画面的几何畸变校正实验显示,畸变校正效果基本符合人眼视觉感知一致性。

为了分析空地激光通信外界因素对跟踪精度的影响情况,将平台振动、大气湍流和背景光三个主要影响因素归结到对跟踪精度影响的统一框架下进行了研究.使用实际测量得到的平台振动数据,建立空地激光通信跟踪仿真系统,分析了不同条件下,三种外界因素对跟踪精度的综合影响情况.在文中假设基础上,分析可知:粗跟踪单元可以较好的抑制地面运动平台的振动,保证激光能够进入精跟踪视场;中强度的湍流使精跟踪残差标准差增大4倍左右,如果试验地点选择在高海拔地区,大气湍流使精跟踪残差标准差增大2倍左右.

分析了大气散射和吸收特性, 并进一步研究了大气散射所引起的激光脉冲延迟效应, 定量分析了在不同能见度、不同脉冲传输距离、不同散射系数和单程散射反照率的条件下, 大气信道所产生激光脉冲传输延迟时间, 为探测误差的校正提供了理论依据。通过对仿真结果的分析可知, 在衰减系数不变的条件下, 大气信道的散射越严重, 散射所造成的路径延迟就越大, 激光脉冲传输延迟时间也就越长; 而大气的吸收效应越明显, 激光脉冲传输延迟时间越短。

在自由空间激光通信中, 精跟踪单元的探测器经常选用四象限探测器(QD), 探测器的性能影响跟踪精度。为了研究四象限探测器在不同条件下的性能, 提出变步长的方法, 分析光斑大小对动态范围和探测灵敏度的影响情况, 在满足仿真精度的前提下, 缩短了仿真时间。在光斑能量服从高斯分布的情况下, 分析背景光、光电响应度和死区对动态范围和探测灵敏度的影响, 特别研究非均匀背景光的影响。结果表明, 随着光斑半径的增加, 光斑位置检测的动态范围在增大, 位置探测灵敏度在降低。相同光斑半径条件下, 对于服从艾里分布的光斑的位置探测灵敏度高于服从高斯分布的光斑, 而动态范围小于后者, 非均匀背景光对探测器性能的影响比均匀背景的影响大。