针对图像匹配算法计算量大, 实时性差的问题, 提出了一种基于区域分块与尺度不变特征变换(SIFT)相结合的图像拼接算法。该算法利用图像能量的归一化互相关系数快速分割出匹配图像与待匹配图像间的相似区域, 利用SIFT算法在重叠区域中搜索出能用于匹配的图像特征点并实现快速精确配准。然后, 通过对图像进行了几何校正和图像融合来实现图像序列间的无缝拼接。实验结果表明, 该算法减少了传统SIFT算法的大量无用搜索, 改善了图像的几何失真, 降低了算法复杂度, 提高了图像匹配的速度, 在保证90%以上的匹配准确率的基础上, 计算时间较传统SIFT算法减少了近50%。提出的算法可准确、快速地实现有形变和尺度变换图像的无缝拼接。

针对H.264/AVC压缩视频码流在无线信道传输过程中会由于数据丢包导致图像重构质量下降的问题, 提出了一种基于自适应边缘阈值及方向加权的空间错误隐藏算法。该算法利用图像边缘检测Sobel梯度算子检测相邻宏块边缘; 根据受损宏块的相邻宏块具体信息自适应设定梯度阈值, 最后对受损宏块进行方向加权插值从而重构图像。实验表明, 该算法简单实用, 不仅保留了丢失块像素加权平均算法的优点, 而且能够用于边缘信息强度不同的错误隐藏。在不同的实时传输协议（RTP）丢包概率情况下, 该算法的峰值信噪比较传统自适应算法提高了0.2~0.4 db, 较多方向插值算法提升了0.2~3.8 db, 提高了图像恢复质量, 而且具有较高的应用价值。

受现今轨道和姿态测量以及姿态控制精度的限制，与传统三线阵立体测绘相比，采用线面阵CCD阵列(LMCCD)测绘体制可提高全球无地面控制点立体测绘精度。详细介绍了LMCCD立体测绘体制下的传感器配置、时间延迟积分(TDI)工作方式及狭小空间线路板连接和LMCCD同步控制方法。经测试该相机能有效削减测轨、测姿误差，满足无地面控制点1:50 000比例尺地图应用要求，性能还可进一步改进提高。

针对莫尔条纹信号质量对高精度编码器细分误差的影响，提出了基于离散傅里叶变换分析莫尔条纹信号质量的方法。该方法利用信号重构和傅里叶变换算法得到信号参数，真实地反应了莫尔条纹信号质量，提高了细分误差测量的准确性。编码器转动时，采集相位差为π/2的两路精码正弦光电信号，通过对采样信号的重构得到信号波形，利用离散傅里叶变换算法分析重构波形，求解信号的直流分量、幅值、相位和谐波分量等各项参数。最后，根据信号参数与细分误差的关系得到光电编码器的细分误差值，并进行了实验验证。实验结果表明，对某24位绝对式光电轴角编码器细分误差进行测量，细分误差的峰值为+0.48"和-0.21"。相对于传统的细分误差测量方法，此方法测量速度快，测量精度高，适用于工作现场。

提出一种改进的尺度不变特征变换(SIFT)算法, 用于实现多变背景下的快速目标识别。首先, 构建目标图像尺度空间, 提取SIFT特征点并将其按大小分类, 目标识别时只需比较同一类型的特征点。然后, 由SIFT特征点子区域方向直方图计算得到4个新角度用于代表特征点的方向信息, 并且在目标识别时根据角度信息限制特征点匹配范围, 从而提高SIFT算法的运算速度。最后, 计算目标图像和待识别图像之间的尺度因子, 在尺度因子约束条件下进行目标特征点匹配, 从而有效地保证正确匹配数量, 提高目标识别的鲁棒性。实验结果表明: 当目标在待识别图像中发生局部遮挡、旋转、尺度变化或者弱光照等情况下, 改进的SIFT算法能够完成多变背景下快速目标识别任务, 平均识别速度提升了40%。

为了动态、实时地测量光电编码器在变速转动情况下的细分误差，提出了一种莫尔条纹信号的非均匀采样分析与处理方法。利用傅里叶级数原理构造了实际情况下的莫尔条纹信号方程，根据编码器在不同转速下的实时采样，揭示了莫尔条纹信号的非均匀采样特征。鉴于信号采样的非均匀性，采用曲线拟合的最小二乘法重构莫尔条纹信号，利用离散傅里叶变换算法分析重构信号并求出波形参数。通过信号参数与细分误差的关系式，测量了编码器动态细分误差。采用该方法对21位绝对式光电编码器莫尔条纹信号进行了分析和处理，两次测试得到其动态细分极值误差为+3.21″、-4.69″和+3.45″、-4.81″。实验结果表明，该方法可以有效地分析和处理编码器在非匀速转动下产生的变频莫尔条纹信号，精确地测量编码器的动态细分误差，为工作现场编码器误差的实时检测与修正奠定了基础。

利用多圈光电编码器具有体积小、量程大以及数字量输出等优点，设计了基于双读数系统的航天级多圈绝对式光电编码器。根据航天相机的精度要求，采用精度高、分辨率高的绝对式矩阵玻璃码盘作为一级码盘完成角度测量；根据电机转动的计数要求，采用重量轻，体积小的绝对式矩阵金属码盘作为二级码盘完成对一级码盘的转动圈数计数；其具有的双狭缝及双读数系统可实现信号处理电路冷备份。按照鉴定级航天产品要求，通过热学环境实验和力学环境实验对编码器性能进行了验证。实验结果表明，所设计的编码器精度范围为±100″内、分辨率为80″、测量圈数为16 圈、外形尺寸为φ 50 mm×50 mm、重量为270 g，稳定性高、可靠性强，且满足高分辨率航天设备设计指标。

针对航空航天领域中高精度、高转速光电轴角编码器的性能检测问题，设计了一种基于航天级光电编码器的快速地检系统显示功能。系统可同时对多台光电编码器信号进行采集、处理、通信和显示，以DSP+CPLD为核心处理模块，CPLD控制高速A/D对光电编码器信号的采集与粗码数据锁存，DSP负责处理编码器精粗码信号和数据通讯与显示功能。经处理过的数据信息由自定义的通信接口通过双口RAM进行传输，利用外部按键控制LCD分别显示出从RAM中读取的每台编码器二进制和度分秒形式的角度位置信息。实验结果表明，该系统可同时处理多台编码器信号数据，并实现数据传输通信和显示功能，实时性好，可视性强，并且系统显示功能还可进一步扩展。

对离轴三反测绘相机的像移模型进行了必要的修正以获得高的测绘精度。对两线阵离轴三反航天测绘相机进行建模, 推导了考虑地球曲率的斜视和后视相机的像移速度和偏流角计算公式。以交会角为25°的离轴三反航天测绘相机为例, 分析了斜视相机以正视为准调整行周期和偏流角, 以及兼顾正视、斜视相机调整偏流角时, 像移速度匹配残差和偏流角调整残差对图像质量的影响。分析结果表明, 以调制传递函数下降5%为约束,当积分级数大于5时, 应分别调整斜视和正视相机的行周期; 按正视相机调整斜视相机的偏流角时, 积分级数应取71以内; 若兼顾正视、斜视相机调整偏流角, 当积分级数为96时, 对正视、斜视相机的成像质量无本质影响。

针对某型号空间相机设计了一种调焦机构精度检测系统。从该型号相机调焦系统出发, 引出了调焦机构精度检测系统的设计, 分别从硬件结构和软件设计方面阐述了检测系统的设计思想, 重点介绍了步进电机转动步数设置用按键状态判断的方法, 详细描述了电机驱动信号的产生过程。并从可靠性着手, 给出了系统工作状态监测电路。实验证明, 调焦机构精度检测系统工作状态稳定, 可用于该型号相机调焦机构的精度检测。此外, 该系统经过修改后, 可用于其他型号相机调焦系统的检测, 具有可扩展性。