为了克服当前较多可见光与红外图像融合方法在通过图像能量特征融合图像时, 忽略了图像的全局相对亮度特征, 导致融合图像存在红外目标表达能力弱等问题, 文章引入非下采样Shearlet变换, 通过测量图像的相对亮度来融合图像。借助NSST变换来处理输入图像, 解析出图像的低频和高频系数; 采用区域能量函数, 对区域图像所含的能量特征进行测量, 利用图像的全局均值和区域均值, 构造相对亮度测度模型, 求取区域图像的相对亮度特征, 并将区域图像的能量特征和相对亮度特征结合, 对低频系数完成加权融合; 利用图像的行、列、对角维度上的频率值, 建立四维细节测量因子, 以计算出图像的细节特征, 完成高频系数融合, 从而求取融合图像。实验结果表明, 较当前算法的融合图像, 所提算法不仅能更好的显示出图像的细节内容, 而且还能更好的表达图像中的红外目标内容。

激光三角法具有非接触测量、测量范围大、相对测量精度高、结构简单、环境适应性强等多种优点, 得到了广泛应用。但是三角测量的理论公式具有非线性特征, 而且光学结构参数(a、b、θ)等在现实工程中具有不可测性。研究了三角测量中数学模型的建立方法, 选用多项式展开方法建立数学模型。通过应用最小二乘法拟合多项式的方法求解模型系数, 提出了根据最大相对拟合残差要求、结合相关系数用于控制拟合多项式阶数的评价方法, 并通过实际光学系统验证了该方法的可行性, 达到了0.01%的相对误差。最小二乘法拟合多项式的方法对于激光三角位移传感器的标定和系统误差消除具有实际的指导意义。

针对重构算法影响压缩成像目标检测效率和结果的问题, 提出一种二维非重构自适应阈值的红外弱小目标检测算法。基于Hadamard矩阵构建的二维观测模型, 利用Hadamard矩阵的特性对压缩差分图像进行解压缩, 直接解码目标的空域特征, 并利用改进的自适应阈值法对解码后的图像进行目标检测, 避免了重构带来的存储空间和运算时间的浪费。仿真实验表明: 在单目标和多目标的情况下, 该算法都可以有效检测目标, 并在检测率、虚警率和运算时间等指标上具有优越性能, 为压缩感知红外弱小目标检测的工程应用提供新的思路和有效算法。

针对特定工作条件下机器人位姿测量问题，研究和设计了一种简易的基于单目视觉的位姿测量系统，提出了一种精确的靶标检测算法与单目视觉测量方法相结合的方案，可实现机器人位姿的测量。首先，通过图像预处理和靶标检测算法提取靶标在图像中的坐标，其中图像预处理包括中值滤波、边缘检测和图像形态学膨胀等过程。然后进行测量模型的标定，用最小二乘法求解模型参数，利用建立的测量模型进行坐标系的转换，将所得靶标图像二维像素坐标转换成三维世界坐标，从而得到靶标在世界坐标系中的位姿。实验证明了该方法的准确性和有效性，满足测量要求。

为将Burg算法应用在汽车测速中, 在多普勒效应原理的基础上, 推导出移动物体发射波频率与接收波频率之间的关系, 并分别用直接法和Burg算法估计测速模型中发射波频率82 Hz与接收波频率81 Hz。经Matlab仿真表明: 直接法估计的发射波与接收波主频率分别接近于82 Hz和81 Hz, 但频率主峰旁边存在大量噪声频率的假峰；Burg算法估计出的发射波与接收波主频率更准确, 同时主峰清晰且较其他噪声频率突出明显。故Burg算法对间隔不大的发射波与接收波的频率分辨力远远优于直接法, 可应用于测速环境中。

利用图像点扩散函数(PSF)近似计算法建立线阵探测器工业CT金属材料X射线衰减测量模型, 并利用该测量模型对垂直于X射线平面边界灰度幅值进行数值计算, 获得当前PSF曲线。在此基础上, 建立基于近似PSF曲线的缺陷检测理论模型, 并对缺陷进行定量检测分析。采用高能6 MeV工业CT线阵探测器系统, 对含有人工缺陷的不锈钢试块进行缺陷检测试验。结果表明: 相比于传统半高宽缺陷测量方法, 本实验方法在缺陷定量检测精度上有较大提高, 从而为提升金属材料内部缺陷的定量检测水平提供新的方法和技术途径。

提出了一种客观评估遥感卫星获取信息能力的指数模型。分析了影响遥感卫星信息获取能力的主要因素, 包括运行轨道、成像分辨率、成像幅面、姿态机动能力等。以目标综合辨识量作为衡量标准, 建立了涵盖成像分辨率、目标重访、姿态机动能力等要素的信息获取能力指数评价模型。介绍了模型的实现流程和具体步骤。该模型集成目标获取数量和目标获取精度两个维度信息, 可实现遥感卫星信息获取能力的综合评估。以世界观测（Worldview）卫星系列、昴星团（Pleiades）和高景一号(Superview-1)等国内外光学遥感卫星为例进行了验证分析。结果表明, 该指数模型能够对性能各异遥感卫星的信息获取能力做出准确评估, 如WorldView-3的分辨率不到WorldView-1的分辨率的两倍, 但信息获取能力却是其是3倍多; Superview-1分辨率比Pleiades高, 但实际信息获取能力还不到后者的一半。得到的结果验证了提出模型的有效性, 表明提出的模型可为综合评价光学遥感卫星遥感能力提供量化参考, 为光学遥感手段的发展提供评估模型支持。

以转炉钢渣作为固化稳定化药剂, 采用toxicity characteristic leaching procedure（TCLP）方法与傅里叶红外光谱跟踪检测钢渣微粉对重金属土壤修复效果, 以及混合物（钢渣微粉与重金属污染土壤）的微观结构。 建立基于高斯过程回归的钢渣微粉对重金属污染土壤修复效果软测量模型。 结果表明, 钢渣微粉对重金属污染土壤具有较好的修复效果, 180 d内修复效果均保持在90%以上; 修复过程分为前期、 中期与后期, 其中前期（1~3 d）环境碱性较高, 修复方式以离子交换为主, 中期（7~42 d）离子交换作用减弱和凝胶固化作用增强, 后期（56~180 d）形成大量C—S—H凝胶, 凝胶固化作用进一步增强; 基于高斯过程回归的钢渣微粉对重金属污染土壤修复效果软测量模型的真实值与预测值数据吻合较好, 绝对误差为-1.35~-0.48, 相对误差为-1.448%~-0.497%。

以太阳能多孔吸热器等热利用系统为研究背景, 针对多孔层表面的红外测温问题, 基于反向蒙特卡罗法建立了三维非等温各向异性散射多孔层的红外测温模型, 讨论了散射类型、多孔层厚度、基材发射率、孔隙率、孔径等物理性质和结构参数对红外测温误差的影响, 提出了一种多孔层表面温度的反向计算方法。结果表明, 将红外温度的实验测量值视作多孔表面温度会导致一定误差; 后向散射可削弱高温背景辐射, 从而减小探测温度较高时的误差, 但增大了探测温度较低时的误差; 高孔隙率(大于0.93)会造成测温误差迅速增大; 测温误差小于2%时的参数范围如下：多孔层厚度为14~27 mm, 基材发射率为0.33~0.81, 孔隙率为0.86~0.93, 孔径为1.5~2.8 mm。