利用红光激光器、3M微晶棱镜阵列反光膜和长焦高速CCD相机构建的折返路径激光成像探测系统,进行了湍流大气中1 km传输路径上的 激光光斑回波成像探测实验,同时使用激光闪烁仪实时监测湍流强度变化。首先对获得的激光回波光斑图像的强度分布进行了 直观分析,比较了在不同湍流强度下折返路径激光光斑形态的差异,接着统计计算了不同湍流强度下,光斑光强概率密度分布与 光斑图像位置和区域面积大小的关系。结果表明: 折返路径下的激光传输光强起伏概率密度函数在光斑上的各处基本都 符合对数正态分布,但在质心附近的区域符合程度更高,且符合程度与接收面积大小呈负相关。同时湍流强度对回波 光斑平面上不同位置之间、不同接收区域大小之间符合正态分布程度的差异有一定影响。

采用红光激光器、3M微晶棱镜阵列反光膜和长焦高速CCD(电荷耦合器件)构建的折返路径激光成像探测系统, 进行典型天气条件下湍流大气中1 km传输路径上的激光光斑回波成像探测实验, 并配备激光闪烁仪和大气相干长度仪实时监测湍流参数。对激光光斑图像的强度进行了统计分析, 获得了不同位置、不同光斑孔径范围内的闪烁指数和光强起伏的空间相关系数, 并尝试拟合得出了光斑中心点理想的点闪烁指数。将依据该闪烁指数推算出的湍流折射率结构常数与实时监测数据进行对比分析, 结果表明：利用该方法所得的湍流折射率结构常数与激光闪烁仪实测值在变化趋势上具有良好的一致性, 并且折返路径激光成像探测方法容易确保傍轴近似条件, 理论上更符合实际。该系统不仅可用于观测受大气湍流影响的完整的远场激光光斑, 通过定量化理论建模, 还有望发展成为一种单端的大气光学湍流参数成像探测新技术。

从理论上分析了玻璃微珠定向回归反射原理，利用近轴光线球面折射理论分析了玻璃微珠实现回归反射的折射率，并结合实际使用情况，在最大可能增加回归反射的基础上，讨论了入射光线到主光轴的距离与回归光线和入射光线夹角之间的关系，从而确定出了实现最大反射时玻璃微珠的折射率范围为1.80~1.95，研究结果对回归反射标志牌的开发具有重要的理论意义。

在基于计算机视觉的测量系统中, 为避免太阳光照射对人工标志中心定位造成的影响, 采用在公共交通中广泛使用的逆反射材料构造反射标志, 并配合单色光主动照明和窄带滤光技术来提高目标物与背景之间的对比度。在对市面上多种逆反射材料进行研究的基础上, 选取了其中性能较为优良的3M钻石膜来搭建简易单点测试平台, 用于验证方案的可行性。实验证明, 在太阳光以不同角度入射时, 由CCD采集到的图像灰度变化不大, 对定位精度影响较小, 说明该方法能较好地抑制太阳光对测量造成的影响。

提出了一种目标点全视场自动定位方法,该方法利用回光反射标志点的强反射特性和目标点特征,采用粗精两级定位自动获取目标点中心.实际操作中只需预先设定相关的阈值参量,可快速获取图像中的所有目标点的图像坐标,极大地提高了视觉测量的效率和自动化程度.对于3 008×2 000 pixel大小、包含约140个目标点的RGB图像,利用该方法定位所有目标点的用时为14.9″,定位准确度为1/10 pixel.