针对航空发动机叶片的高精度和高效率测量需求,提出一种基于HSI(Hue、Saturation、Intensity)色彩模型的快速三维测量方法。首先分析HSI模型并设计结构光三维测量系统,使用基于LUT(Look Up Table)的色彩校正方法对色彩串扰进行校正,之后对色相与深度的映射关系进行标定。在此基础上,提出仅用一幅彩色图样获取包裹色相。在非连续表面上使用彩色编码色条图像实现条纹级次的识别,进而完成色相解包裹,并通过仿真模拟验证所提方法的可行性。最后对航空发动机高压压气机转子叶片进行三维测量,并将所提方法与常用的包裹相位获取方法和解包裹方法的计算效率进行对比。实验结果表明,所提方法满足航空发动机叶片的测量要求并可以提高测量效率。

针对白光扫描干涉术在垂直大范围扫描过程中的测量效率问题，提出了一种基于有效信号提取的白光信号快速处理方法。使用白光LED光源，建立了双峰频谱分布模型，并使用该模型进行了仿真实验，给出了不同算法在特定采样步长下所需的最小采样区间长度确定方法，在不改变测量精度的条件下减少了解算所需的数据量，并使得轮廓解算可以在采样结束前开始。针对垂直大范围扫描过程中的背景值波动问题，给出了一种基于背景集合的白光干涉信号背景分离方法，并通过与几种常见信号处理方法的比较，证明了背景值提取的完整性，有效消除了背景值波动现象对测量精度造成的影响。最后将上述方法应用于自主设计开发的白光轮廓仪，使用傅里叶变换法精确测量了U盘接口表面形貌特征。测量结果表明: 从扫描开始到获得表面高度信息的总时间减少了49.02%。

针对民航发动机叶片面型的精密检测问题,提出了一种基于条纹级次识别的民航发动机叶片测量方法。首先设计了组合结构光三维测量系统,并采用圆心拟合的方法对系统的旋转轴进行了标定,接下来采用数字条纹投影法对航空发动机叶片进行了测量。在相位解包裹过程中,采用投射二维码图样结合双目视觉的方式,实现了对投影条纹级次的识别,并且对叶片的前后表面分别进行了重建。在叶片点云拼接过程中,提出了旋转轴与迭代最近点算法相结合的三维拼接方法。实验结果表明,该方法不依赖于特征提取,有效解决了叶片表面特征不足的问题,能够实现叶片结构快速准确的三维重建。

为提高白光干涉轮廓仪的测试效率，提出了一种空间扫描范围自适应规划方法。构建了相应的测试系统，选择能量梯度函数用于系统最佳干涉位置的定位。使用ViBe算法对最佳干涉位置处电荷耦合元件(CCD)图像中的干涉条纹进行提取，并对提取结果进行二值化处理。实验结果表明，该方法能够准确识别扫描上下限位置。

针对互补滤波器在组合导航中无法适应载体运动状态变化和周围磁场干扰问题，设计一种多传感器可变参数互补滤波算法。首先，在频域上分析各传感器噪声，根据其频率互补性设计多传感器互补滤波器；其次，通过加速度计和电子罗盘输出监测载体运动状态和磁场环境，设定可变滤波器参数以降低上述变化引起的估计误差；最后，以FPGA为核心，MEMS陀螺仪、加速度计和电子罗盘构建组合导航系统验证算法。实验表明，与商业级姿态航向参考系(AHRS)测量值对比，该算法能够确保系统较高精度的输出，且有效降低载体运动状态变化和磁场干扰影响。