产地是影响农作物生产的重要环境因素, 产地溯源对于食品安全具有重要意义。 针对传统农产品产地检测一般采用化学分析法, 其操作繁琐且存在破坏性和耗时较长等不足的问题, 以北方寒地绿豆为研究对象, 分别在白城、 杜蒙、 泰来等优质绿豆主产区, 获取绿豆的籽粒和粉末两种状态的近红外光谱数据（NIR）, 利用优选NIR光谱特征波数, 建立了绿豆产地无损检测的新方法。 首先在吸光度值较强的10 105.37~4 078.655 cm-1波数范围内, 采用多元散射校正法（MSC）, 对不同产地的绿豆原始光谱数据进行预处理, 以消除光谱干扰信息。 应用竞争性自适应重加权采样算法（CARS）, 优选不同产地绿豆籽粒和粉末状态的光谱特征波数, 以减少光谱曲线的特征向量维度。 最后利用前馈神经网络（BP）自适应推理机制, 建立了绿豆产地与其光谱特征波数之间非线性映射模型, 并将网络输出的编码向量解析至产地名称, 作为绿豆产地检测的输出结果。 研究结果表明: （1）原始光谱经过多元散射校正预处理后, 绿豆粉末光谱曲线的误差从12.87降到3.20, 绿豆籽粒光谱曲线的误差从153.04降到27.73, 提供有效可靠的光谱数据。 （2）通过竞争性自适应重加权采样算法, 提取绿豆光谱曲线的重要特征波数, 从籽粒和粉末状态原始2 114个波数中, 分别优化为61个和107个特征波数, 波段总数目减少了94.94%以上, 并将其作为绿豆产地识别的特征指标。 （3）创新性提出了MSC-CARS-BP绿豆产地检测模型, 以优选出的光谱特征波数为定量依据, 分别对绿豆籽粒和粉末进行产地检测, 预测集准确率为92.59%和98.63%, 相关系数均达到0.99以上。 该方法能够利用近红外光谱处理技术, 实现绿豆产地无损检测的目标, 为农产品产地自动快速溯源提供了技术支持和参考。

叶片中类胡萝卜素是植被环境胁迫、 光合能力和植被发育阶段的指示器。 基于叶片的原位拉曼光谱响应特性对龙井43叶片的类胡萝卜素含量进行了研究, 建立了两者之间的定量模型。 本文共对315个龙井43叶片样本进行了拉曼光谱采集和分光光度检测。 为排除检测过程中受噪声、 基线漂移等因素的干扰, 运用和比较了五种光谱数据预处理方法提取原始拉曼光谱中与茶叶中类胡萝卜素含量有关的有效信息。 基于预处理后的数据建立了偏最小二乘（PLS）回归模型, 拉曼光谱与类胡萝卜素含量的建模集和预测集的相关系数（r）分别为0.817和0.786。 为进一步研究类胡萝卜素的拉曼光谱响应机理, 本文采用连续投影算法（SPA）优选了17个拉曼特征波数建立相应的特征波数模型, 模型的建模集和预测集的相关系数（r）分别为0.808和0.777。 根据已建立的模型, 探究了茶树四个不同叶位的叶片类胡萝卜素含量的变化。 发现茶树叶片随着叶龄的增加, 类胡萝卜素浓度呈先增后减的趋势。 以第2位叶的类胡萝卜素含量最高。 进一步验证了模型的可行性以及探索了将该模型应用于茶树叶片树龄和叶位探测的可能性。 采用拉曼光谱技术可以实现茶树叶片中类胡萝卜素含量的原位、 无损、 定量检测。

提出了一种基于目标能量的红外目标提取算法。这种算法利用目标相对角速度大于瞬时视场时图像会产生拖尾的现象, 采用能量叠加来增强目标与背景的信噪比,从而实现对信噪比小于或等于5的远距离红外空间目标的探测和跟踪。此算法运算量小,可在硬件上实现。实验表明,此算法能实时探测和跟踪距离不小于15 km的红外空间目标,且探测概率可达96%。

利用光纤布拉格光栅(FBG)构建传感器网络，结合小波变换、频谱分析和支持向量机分类算法，对碳纤维复合材料板低速冲击区域定位进行了研究。根据划分区域进行冲击试验，探索冲击区域与信号特征之间的关系。在对低速冲击信号进行小波变换去除基线干扰的基础上，采用傅里叶变换提出提取冲击信号幅频特性作为信号特征进行低速冲击区域定位识别的方法，将提取的信号幅频特性作输入、冲击区域类别作输出构建支持向量多分类机实现低速冲击区域定位识别。实验结果表明：在500 mm×500 mm×2 mm的碳纤维复合材料板上对36个测试样本进行低速冲击区域定位识别，实现33个低速冲击区域准确定位，正确率达90%以上，低速冲击定位系统的区域识别精度为40 mm×40 mm，且每个区域定位时间小于1011 ms。研究结果为碳纤维复合材料板的低速冲击区域定位检测提供了一种科学可靠的方法。

为了探索利用激光雷达探测遮蔽目标，研究了遮蔽目标对激光雷达回波波形的影响，取得了遮蔽目标激光雷达回波波形的仿真数据。采用Levenberg-Marguardt 算法对回波非线性拟合，实现了对回波波形的高斯分解，获取了高斯回波分量的个数、位置、半宽和幅度等参数。通过对各个通道分离子波的时间匹配，得到了各个子目标在不同通道的回波分量，由不同通道回波分量的幅值可以获取其反射率比值及退偏度，实现对各目标回波的特征提取。