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。

由于缺少可参考的散斑图案，单目激光散斑投影系统需要借助精密的测距仪器，提前拍摄不同标准距离处的散斑图像，测量效率较低，且无法在线校正系统的光轴偏移。针对上述问题，提出一种基于单目激光散斑投影系统的外参数标定方法，可将单目激光散斑投影系统等效于带有散斑图像的双目立体视觉系统。通过调整标定板的位姿，计算同名散斑点的空间三维坐标，解算红外相机与激光散斑投射器之间的位姿关系，并对其进行迭代优化，生成投射器的虚拟散斑图像。实验结果表明，所提方法的位移测量误差低于0.16 mm，标准球的半径测量误差低于0.13 mm，且在一定的深度范围内，深度重建结果明显优于Astra-Pro的探测结果。所提方法可有效提高单目激光散斑投影系统的标定效率和深度重建精度。

针对现有多相机系统在无公共视场时标定过程繁琐问题，提出了一种基于旋转标定板的多相机系统标定方法。首先通过拟合旋转靶标轨迹实现转轴拟合和建立系统坐标系；然后各相机获取单幅完整的靶标图像，使用PnP算法解算相机与转台系统间的位姿关系；接着将转台转角通过罗德里格斯公式转换为靶标旋转前后的旋转矩阵和平移向量；最后使用计算所得的变换关系实现对多相机系统的标定。实验结果表明，本文方法不受限于相机的视场范围，能够快速、自动地标定多相机系统，在测量精度上也满足大尺寸测量需求。

提出了一种利用混合规则几何面进行车载移动测量系统(MMS)激光扫描仪外参数检校的方法。该方法利用现实环境中普遍存在的平面和圆柱面地物, 结合平面和柱面可公式化的几何特征对激光点进行严密的数学方程式约束, 通过非线性优化的方法精确求解激光扫描仪相对于MMS定位测姿POS系统的相对位置和姿态参数。实验结果表明: 相对于只采用平面地物约束进行检校的方法, 采用混合规则几何面联合约束检校的方法结果精度更高, 距离残差中误差达到了0.006 m; 同一车载平台、两套不同激光扫描仪系统检校后, 点云叠合效果较好。该检校方法具有精度高、简便、快速、实用等优点, 具有较强的工程应用价值。

针对大空间单目视觉系统中摄像机内参数校准精度对整体测量精度影响较大这一问题, 本文提出一种基于变异机制粒子群优化(MMPSO)算法的摄像机内参数虚拟三维校准方法。该方法基于分阶段最优化思路, 通过建立摄像机成像模型对摄像机外参数及部分内参数进行初始值估计, 再通过MMPSO算法对内参数进行优化校准确定最终的结果。实验中为了提供精确的校准控制点, 搭建了校准硬件平台, 将红外发光二极管固定于三坐标测量机测头上并跟随测头移动, 构造一个大空间虚拟三维校准板。实验结果表明: 主要的10个内参数均达到测量精度要求的数量级, 验证了该方法的有效性。通过单目视觉坐标测量系统对两种校准方法所得结果进行等距测量实验, 基于Janne Heikkila的三维校准法的总体标准差为0.112 mm, 基于MMPSO算法的虚拟三维校准法的总体标准差为0.084 mm。通过对比实测数据标准差, 可以证明本文提出的校准方法稳定性更好, 精度更高。该方法能够满足大空间单目视觉坐标测量系统对摄像机内参数精度的要求, 对视觉坐标测量技术领域中的摄像机校准等非线性优化问题具有一定指导作用。

针对车载三维激光雷达在工作前需要对安装外参数进行标定的问题, 综合考虑激光雷达的扫描光束不可见、多线式扫描等特点, 提出了一种激光雷达外参数的标定方法。首先对普通纸箱进行扫描, 以纸箱两个侧面和地面间的相互垂直关系作为约束, 采用随机抽样一致性算法(RANSAC)在获取的点云数据中拟合出三个平面的初始模型, 并通过旋转、平移步骤优化平面模型的拟合精度, 从最优模型中提取同名向量和同名点; 然后基于空间向量的三维坐标系转换模型, 对激光雷达的旋转和平移参数进行求解, 只需采集一次数据即可完成所有外参数的标定; 最后结合仿真和在标定后对室外环境三维重建的结果, 验证了算法的有效性。

CCD的读出噪声等性能影响卫星X射线探测载荷的数据质量。空间应用的X射线CCD结构不同于普通CCD,其结构影响它的性能。 以国外卫星广泛应用的E2V航天级CCD为例,分析了其X射线敏感CCD的内部结构,介绍了使用FPGA和驱动芯片满足时序和电平要求的驱动电路的方法,设计了一种可 实现滤波功能、同时增益连续可调的CCD信号处理电路实现对CCD信号的放大和滤波,给出了利用Fe55放射源配合驱动电路测试X射线CCD增益和读出噪声的方法, 最终测得CCD和配套电路的增益为5.1 e-/DN,读出噪声为37 e-。

工作空间测量定位系统是一种基于激光扫描的三维坐标大尺寸分布式测量系统, 目前已广泛应用于大尺寸测量领域。该系统可以通过增加发射站数目来扩展量程同时精度并不损失, 其前提是有一套精确的全局定向参数。在系统多平面约束的数学模型基础上, 阐述了一种基于三维控制场的wMPS全局组网定向方法。在标定空间内设置点位坐标已知的控制点组成控制场, 给出了组网定向的模型及优化方法, 并给出迭代初值生成方法。实验表明: 通过基于控制场全局组网定向方法后, 系统与激光跟踪仪对比后点位误差优于0.15 mm, 在提高效率的同时大大提高了系统的精度。

法布里-珀罗标准具是一种精密的光学仪器，其光谱窄、精细度高，广泛应用于精细距离的测定、信号的检测分析等。标准具其自身参数的快速测量和准确标定成为诸多光学研究必不可少的步骤。针对法布里-珀罗标准具参数测量，设计快速标定实验方案，采用窄线宽(线宽<1 kHz)激光光源，数字示波器采用泰克DPO4104B(1 GHz，5 GS/s)进行采样存储，直接利用屏幕图像测试并计算标准具的主要参数指标。准确标定了所测法布里-珀罗标准具的自由谱宽、半高全宽、精细度、品质因数以及扫频常数，比较分析了两种不同测试方案所得到结果。为开展法布里-珀罗标准具参数的快速准确标定提供技术参考。