针对自然环境下绿色柑橘与背景具有相似的颜色特征导致柑橘难以识别的问题，提出一种改进流形排序算法的显著性检测方法。首先，为了避免绿色柑橘图像亮度不均匀导致识别难度增加，利用基于模糊集理论的亮度增强方法对柑橘图像进行预处理。其次，为了解决传统的基于图的流形排序显著性检测算法依赖边界背景先验获取前景种子，导致显著图效果不理想的问题，使用相对总变差和局部复杂度结合的方法提取更准确的前景种子。最后，将提取到的前景种子与去除前景种子的边界背景先验显著图相结合进行流形排序，得到最后的显著图。实验结果表明，所提算法能更有效地识别出绿色柑橘区域，分割准确率、假阳性率和假阴性率达94%、3.19%和1.64%。

为了提高工业上管道焊接的自动化水平，快速准确地识别焊缝是关键，针对此问题设计了一种针对管道母线焊缝的激光视觉引导的焊缝跟踪系统。利用CCD工业相机获取包含激光条纹的焊缝图像，对图像进行数字化滤波、阈值分割、感兴趣区域提取后确定激光条纹的位置；然后对激光条纹使用改进的几何中心算法进行细化处理，利用曲线拟合和特征点识别算法获取焊点的二维坐标；最后根据相机成像原理对焊缝特征点进行三维重建，将焊点坐标从图像坐标系转换到机器人基坐标系下指导机器人自动焊接。实验结果表明，该系统对焊点的识别误差均在0.5 mm之内，识别效率和焊缝特征点提取精度高，满足机器人自动焊接的生产要求。

云南西部龙陵地区分布有大片的花岗岩，其表层风化强烈，地区雨水充沛，致使边坡坡面侵蚀强烈，水土流失极其严重，现急需开展针对性的水土流失治理方案。以云南省龙陵县花岗岩分布区的风化残积砂质土为研究对象，设计了工程措施、植物措施、工程+耕作措施3种水土保持措施和3个地表坡度（10°，20°，40°）的人工模拟降雨实验，利用三维激光扫描技术对不同坡度下的水土保持措施的水土保持效果进行高精度实时监测，并以产沙率特征和减沙效益特征评价水土保持措施的有效性。实验结果表明：一定降雨强度条件下，坡度是影响坡面侵蚀的最重要因素，坡度越大，产沙速率越快；3种水土保持措施均有不同程度的减沙作用；两种相结合措施的水土保持效果要远远优于单一措施。

针对金属球面高反光及高曲率对表面微缺陷检测的不利影响，提出一种基于空间全角度光源和图像融合的检测方法。通过空间全角度光源系统提供不同照明方案扫描球面获得图像信息，利用图像融合对有效检测区域内微缺陷与背景的差异性进行累积，放大微缺陷与背景差异，提升微缺陷检测能力。实验结果表明，基于所提方法的检测装置对直径为20 mm、精度为G16的轴承钢球表面不同位置微缺陷的检测效果显著，解决了金属球面高反光引起的检测盲区问题，并对轴承钢球表面各种微缺陷具有良好的检测能力。

使用低工作电压的雪崩光电二极管(APD)有利于提高集成电路的稳定性和降低功耗.文章建立了一个分离吸收、电荷、倍增(SACM)型的雪崩光电二极管的模型,为了在低偏压下获得高增益同时不降低工作电压范围,这个模型采用了具有高低禁带宽度的异质结倍增层.同时,文章研究了异质结倍增层的厚度和掺杂浓度对暗电流和增益的影响.通过对掺杂浓度的优化,击穿电压和穿通电压可以同时下降.

为了对自主研发的工业机器人进行校准从而提高其运动精度, 提出一种采用双目视觉动态跟踪球面编号靶点的机器人标定方法, 利用安装在机器人末端靶球上特征分布的编号标志点进行工作空间内任意位姿的测量, 由最小二乘迭代准确辨识出机器人的几何结构参数对控制器进行补偿。利用MFC由开放式、模块化思想编制标定软件, 设计视觉测量、数据处理、机器人控制等功能模块, 最后通过测量实例和对比实验, 验证其可靠性和准确性。实验表明, 该软件测量得到的位姿数据具有较高的精度, 扩大了传统视觉跟踪的视野范围; 同时将识别得到的机器人模型实际几何参数进行反馈补偿, 成功地将机器人绝对位置精度由3.785 mm提高到1.618 mm, 姿态精度由0.235 提高到0.139。

针对机器人手眼关系的求解问题, 在现有研究方法基础上, 将传统方法高精度的优点和主动视觉方法的简单易实现性相结合, 提出了一种新的混合求解方法; 只需机器人进行两次正交平移运动及分别对标定板成像一次, 即可标定手眼旋转矩阵R, 再指导机器人移动到标定板原点, 即可求解手眼平移矩阵T。以自主研发的平方六轴串联机器人为实验对象, 应用所提出方法求解出手眼关系, 并用传统方法对所求结果进行分析, 证明该方法误差在1 mm以内, 不需要求解复杂的传统方程, 且准确度高、易实现。

分析了激光飞行标刻过程的扫描幅面约束(SAL)特性以及影响最大飞行速度(MFV)性能的因素。研究了在同一扫描幅面约束下，工件进入扫描幅面的不同方位对最大标刻位移(MMO)值的影响，推导出匀速运动情况下最大飞行速度和最大标刻时间的计算公式，理论公式表明MFV与最大标刻位移值成正比，与标刻时间成反比。对于竖向方位和横向方位进入扫描幅面的工件，采用先进入先标刻(FEFM)扫描算法进行了激光飞行标刻试验，在不同的标刻时间下得到的MFV实验结果和按照理论公式计算得到的MFV值吻合良好。

研究了在线激光飞行标刻运动跟踪的原理, 提出运动的工件坐标系和静止的振镜扫描坐标系定义, 通过分析两坐标系的映射关系得到激光飞行标刻图形数据的运动补偿公式。针对生产线匀速和变速运动的不同特点, 基于计算机平台设计并实现了开环恒速计算跟踪和闭环位移检测跟踪两种运动跟踪算法模型。实验结果表明, 开环恒速计算跟踪模型采用纯软件计算实现运动跟踪, 不需增加额外硬件, 适合恒速工作环境。闭环位移检测跟踪模型通过旋转编码器采集生产线位移反馈信号来实现运动跟踪补偿, 避免了开环模型下因速度波动容易导致的计算跟踪误差, 具有速度自适应的优点, 在变速情况下也能得到良好的标刻效果。

在双面金属包覆介质波导中,随着介质层厚度的变化,会出现TM0模与TM1模的分离和简并两种状态,从而影响衰减全反射(ATR)谱中模序数的确认.通过对金属波导的理论分析和实验研究,提出了三种模序数确认方法:本征角计算法、吸收峰全峰半宽比较法和吸收峰峰间距比较法,实现了两种状态下对模序数的准确判断.