随着智能网联汽车的发展，车载网络作为汽车内传感器、处理器和执行器间的信息共享平台，逐步向简化架构和更高带宽方向发展。通过对智能网联汽车上几种主要新型车载传感器的工作原理介绍和带宽需求分析，分析了车载网络的带宽需求趋势。同时，本文根据对传统车载网络的网络架构和主流协议的回顾，以及对当前车载网络发展的追踪，指出了车载网络在汽车智能化趋势下面临的带宽瓶颈，光纤传输是未来车载网络的发展方向。最后，通过车载网络对光纤要求的分析和对塑料光纤传输技术的行业现状和最新研究进展的调研，说明了车载光纤传输技术亟须进一步研究。

针对土壤芳香烃总量快速检测难题，研究了基于荧光成像技术的土壤芳香烃荧光信号获取、特征提取方法和质量分数总量反演的方法。基于发光二极管（LED）紫外激发光源、面阵CCD相机、透镜等器件搭建了实验系统，获得了最佳光源激发能量、激发角度等参数，并对实验系统检测能力进行了分析。利用这一实验系统获取了质量分数范围为0~25000×10-6的标准土壤中机油的系列荧光图像，基于高斯降噪处理和最大类间方差法研究了图像噪声抑制与荧光信号提取方法，建立了标准土壤中机油芳香烃总量的反演模型，并利用反演模型对待测样本的机油芳香烃总量进行了预测。结果表明：总量反演模型的决定系数（R²）达到了0.9889，检测限为82.18，对20个样品测试的误差基本在12%以内。

为解决弱特征区域中航空相机成像清晰度检测的问题，根据前后两次图像间具有重叠区域的特点，提出了一种基于数字高程模型（DEM）的航空相机图像清晰度检测方法。该方法在引入高精度DEM数据后，以重投影误差最小化原则修正航空成像模型，应用尺度不变特征转换（SIFT）算法进行特征匹配，并利用特征点偏移位置计算主距变化量，最终将主距变化量作为清晰度检测的标准以实现弱特征区域航空图像的清晰度检测。实验表明，所提算法对不同清晰度的弱特征区域航空图像均能进行清晰度检测，其检测均方根误差为16.275 μm，小于光学系统的半焦深（19.2 μm），能够满足航空相机的实际工程精度要求。

在视觉惯性定位系统中，传感器位姿关系的标定对于实现精确空间定位至关重要，针对现有标定方法对多传感器系统缺乏集成性、标定精度受限等问题，提出了一种视觉惯性系统位姿高精度一体化标定方法。通过精密三轴转台提供角度基准，基于重力矢量不变性和匀速圆周运动下向心加速度数值的一致性求解惯性测量单元（IMU）与转台之间的外参，利用转台构建控制场为相机标定提供空间角度约束，联合优化求解无重叠视场多相机内外参。仿真和实验结果表明，该方法具有较高的标定精度和稳定性，在多相机IMU系统组合定位测试中，与经典标定方法Kalibr相比，本文方法系统运动轨迹拟合轴线的角度偏差降低40.32%，距离偏差降低18.93%，可满足高精度视觉惯性定位系统的标定需求。

双线扫描相机三维测量系统的匹配环节容易受到表面纹理和光源的影响,从而影响点云的精度和完整性。为此,提出了一种基于傅里叶变换的灰度相似性匹配算法,以实现高精度匹配和处理部分过度曝光。此外,建立了测量系统的成像模型,提出了一种灵活的线扫描相机静态标定方法。最后,搭建了实验平台验证了所提匹配算法的效果和测量系统的精度。相机标定结果的重投影误差优于0.3 pixel,基于所提算法的测量点云完整且能良好反映被测物深度突变处的真实形貌,标准平板测量点云到拟合平面均方根误差为0.023 mm。结果表明,所提匹配算法既能有效保证点云的完整性,又能保留被测物的表面细节特征。

由于受温度变化的影响, 高分辨力遥感相机焦平面 CCD采样信号的相位会发生变化, 采样位置的温度漂移会严重影响图像的信噪比、动态范围等, 甚至会造成图像无法正常显示。为了解决采样位置随温度漂移的问题, 对高分辨力遥感相机CCD采样位置进行了自适应补偿设计, 首先对CCD采样信号的初始位置进行精密调节, 然后设计了自适应补偿电路, 通过对功耗的控制使各驱动芯片温度基本一致, CCD信号与采样信号在温度变化上具有跟踪性, 在动态上保证CCD信号采样位置的准确性, 从而保证图像信噪比的稳定性。实验表明, 利用该方法, 相关双采样信号的初始位置调节精度小于0.039 ns; 在卫星在轨温度范围内, 相关双采样信号延时最大值为0.46 ns, 保证了相机的高质量成像, 满足航天应用需要。

在空间大口径追踪相机应用系统中, 像面畸变和主点主距标定误差是影响其在轨定位精度的重要因素。为了满足空间大口径追踪相机高精度的标定要求, 像面畸变类型、主点主距标定误差及探测器面阵旋转、倾斜对像点坐标带来的误差等因素均不可忽略。针对以上问题, 本文对该类系统的畸变特性进行了研究, 提出了一种改进的大口径追踪相机畸变校正方法。首先, 在视场中央无畸变区域测量13个样点, 根据最小二乘法获取光学系统的主点主距; 然后, 依据所求主点主距, 解算像面25个均匀分布样点的理论位置坐标; 最后, 由样点的理论坐标和测量坐标解算畸变模型, 实现畸变校正。实验结果表明, 该方法畸变校正精度在近红外波段优于0.32 pixel, 在短波红外波段优于0.28 pixel, 其相对传统畸变校正模型分别提高了44.6%和50.9%。该方法可为大口径追踪相机的焦平面倾角解算研究提供有益参考。

针对结构光双目三维重建方法中存在误匹配点较多的问题, 提出了一种基于相机抖动的多方位误点淘汰筛选算法。利用平面镜轻微移动模拟相机抖动, 对复原图像进行重新投影, 进行误点的淘汰筛选, 提高复原精度。实验结果表明, 该方法与未抖动相机时比较, 单幅图复原误点明显减少, 多幅图平均精度提高20%~30%, 精度平均水平达到0.16 mm, 可以实现对机车轨道和轮对检测的高精度三维测量, 满足实际检测的高精度要求。

为了提高推扫式航天遥感相机的动态范围, 对TDI-CCD(Time Delay Integration-Charge Coupled Device)的全色谱段和多光谱谱段积分级数的特殊设置方法、相应图像的插值与融合方法进行研究。首先, 介绍了常见的TDI-CCD的像元尺寸和谱段构成等参数, 以及现有高分辨率多谱段融合图像的获取方法, 分析了常规的积分级数设置规律。接着, 提出在提高全色谱段的积分级数, 降低多光谱谱段积分级数的情形下, 分别获取各个谱段的灰度数据, 为提高相机的动态范围提供原始数据。最后, 针对性地提出了图像的融合、插值算法, 可以得到高动态范围、高分辨率的全色图像。实验和计算结果表明: 该方法能够有效提高相机的动态范围, 当P谱段积分级数提高2倍, 全色谱段降低为原来的1/4时, 最终获取的融合图像动态范围可以提高1806 dB。基本满足应用单排TDI CCD提高推扫式航天遥感相机动态范围的要求。