针对现有点云配准算法在跨源点云上配准效果不佳的问题，提出一种基于角度约束的跨源点云配准算法。该算法重新定义快速点特征直方图（FPFH）算法的权重系数，以适应不同尺度的点云数据，提高匹配点对的内点率；同时使用角度约束对匹配点对进行筛选，保留兼容性良好的匹配点对用于尺度估计，对两个点云的尺度进行统一。在粗配准阶段，筛选出满足距离约束的兼容三角形，计算粗配准矩阵，完成初步变换。最后利用迭代最近点（ICP）算法进行细配准，提高整体的配准精度。实验结果表明，所提算法对相同尺度和不同尺度的点云数据均具有较好的配准效果，且具备快速配准点云的能力。

为提高电视末制导炮弹对地面目标的命中精度, 减小炮弹的落角误差, 同时实现以期望落角命中目标, 在分析带落角约束滑模制导律特点的基础上, 针对RBF(Radial Basis Function)神经网络滑模制导律难以以期望落角命中目标的不足, 提出了一种结合均值聚类与RBF神经网络的滑模制导律,使得神经网络在学习过程中能根据炮弹的实时飞行状态不断调整聚类中心, 使中心值始终是目前飞行状态下的最优解, 实现制导律的优化。对静目标与动目标算例的数值仿真表明: 相比带落角约束的滑模控制, RBF神经网络滑模控制、均值聚类RBF神经网络滑模控制由于均值聚类的加入, 求得的切换项增益能使炮弹以期望落角命中目标, 且具有较强的鲁棒性。

针对拦截高速机动目标时需要满足以指定攻击角命中目标的要求, 提出了一种带攻击角约束的三维多变量超螺旋固定时间滑模拦截制导律。在弹目三维相对运动模型的基础上, 将制导问题转化为关于视线角的二阶系统控制问题; 根据终端滑模控制理论和多变量超螺旋算法, 分别设计了多变量终端滑模面和带攻击角约束的制导律; 利用Lyapunov函数证明了闭环制导系统固定时间稳定; 通过和非奇异终端滑模制导律的仿真对比, 验证了所设计的制导律具有良好的拦截精度和鲁棒性。

在激光雷达检测障碍物过程中,由于点云近密远疏的特性,车辆的变速移动使得对物体进行分割时出现点云漂移和距离较近的物体难以被分割等现象,容易产生漏检或误检。为了解决此问题,提出一种基于点云射线角度约束的改进欧氏聚类算法,使障碍物检测更加快速准确,所提算法有效解决了点云密度不均匀导致的检测障碍物成功率较低的问题,同时对所提算法进行实车实验。实验结果表明,与传统欧氏聚类算法相比,所提算法能快速准确地对一定范围内的障碍物进行分割和聚类。

导弹制导控制一体化技术是将制导系统和控制系统综合进行设计,可以充分发挥导弹的整体性能,提高命中精度。为了加强毁伤效果,考虑落角约束是一体化设计中的热点研究问题。针对倾斜转弯导弹,首先,建立了导弹运动模型和弹目相对运动模型,这是一体化研究的基础；随后,对现有研究方法进行分类和归纳；最后,梳理了目前制导控制一体化研究存在的问题以及发展趋势。

为了有效解决单圆特征目标位姿解存在二义性的问题，提出了基于角度约束的目标位姿虚假解的消除方法。在相机标定好的前提下，在水平面上平移相机系统获得两幅或两幅以上具有圆特征的目标物图像，以圆形特征目标物的真实姿态角在相机坐标系下保持不变作为约束，可以有效剔除虚假解。可将该方法应用于末端安装摄像机的工业机器人，操控机器人做已知的平移运动从而有效剔除圆特征目标位姿的虚假解。通过实验验证，圆特征目标姿态角的绝对误差小于0.5°，然后可通过真实姿态选出对应目标的真实位置。该方法简单易行，不需要额外的高昂设备就能精确地定位出物体的真实位姿，成功率可达100％。

针对像素级偏振相机中偏振片单元由于刻划精度和透过率的差异导致偏振片阵列的非均匀性，提出了一种带有角度约束的最小二乘超像素校正方法。建立了带有角度约束的校正优化算法的数学模型，加入了超像素的标量增益和暗补偿参数。最后，搭建了以微偏振片为核心的积分球标定系统，进行了仿真实验和成像实验。结果表明：与最小二乘法相比，本文算法在有效地校正偏振度和非均匀性的同时也校正了超像素内振幅的非均匀性，重建角度的准确度提高了10%。经过插值处理后，边缘表现更为明显，有效减少了插值过程中所产生的噪声，提升了成像质量。

由于颅骨的三维点云数据模型复杂且不同人的颅骨差异较小, 对其配准精度要求较高。为了提高颅骨点云模型的配准精度和收敛速度, 提出了一种先粗配准再细配准的配准方法。首先, 对颅骨点云数据模型进行去噪、简化和归一化等预处理; 然后, 通过区域划分、区域配准和求解组合系数以及求解刚体变换等步骤实现区域层次上的颅骨粗配准; 最后, 通过引入动态迭代系数来改进基于旋转角约束的迭代最近点算法, 并采用该改进的ICP算法实现颅骨的细配准, 从而达到精确配准的目的。实验结果表明: 与ICP算法相比, 改进的ICP算法的配准精度和收敛速度分别提高了约30%和50%。证明该种先粗配准再细配准的颅骨点云模型配准方法是一种精度高、速度快的有效颅骨配准算法。

带有落角约束的空地导弹制导控制一体化设计, 可有效提高导弹的制导精度和毁伤效果, 已成为当今研究的热点之一。针对小型空地导弹建立俯仰平面导弹一体化模型, 同时为实现落角约束, 将其转化为含有落角约束项的线性系统; 继而采用线性二次型最优控制方法设计带落角约束的导弹一体化最优控制律; 最后对所设计的控制律与一种滑模变结构控制律做仿真对比, 结果表明导弹在所提设计控制律作用下, 既可以保证导弹的制导精度, 实现落角约束, 同时也可以保证弹道的平滑, 缩短制导时间, 体现出了良好的性能。

针对红外制导弹药在采用具有角度约束制导律时需要剩余飞行时间的问题, 提出了一种不需要剩余飞行时间且可实现大落角攻击的变增益比例导引律。利用期望落角固定时中末段导航比与过载及目标视角约束的解析关系, 建立导航比计算模型, 解算出中、末段导航比及切换点位置; 随后,对比研究了变增益比例导引律与弹道成型制导律的性能, 并对其工程应用进行了分析研究。结果表明: 变增益比例导引律在实现落角及位置约束的同时能满足视场角及过载约束, 且相比于弹道成型制导律, 其硬件资源需求更少。