图像法是光电吊舱视轴稳定精度检测的常用方法之一, 具有原理简单、成本低、通用性强等优点。通过载体模拟设备对光电吊舱施加外界扰动, 检测载荷相机所捕获固定目标的图像偏移量, 从而得到光电吊舱的稳定精度, 其中目标图像偏移量检测是整个流程的关键。提出一种基于图像灰度的目标图像偏移量检测方法, 可有效提升光电吊舱视轴稳定性的检测精度, 通过理论推导和实验证明, 目标图像偏移量检测精度可达到1/100像素以上, 具有重要的工程应用价值。

针对光电跟踪系统稳定精度测试需求, 提出一种稳定精度动态测试方法。该方法基于光学自准直原理, 采用面阵CCD探测器, 结合图像求取质心算法, 实现被测系统的动态测试, 通过该装置获得了稳定精度测试结果。结果表明: 测试50 μrad级两轴两框架系统动态稳定精度, 通过该测试方法测出其稳定精度最大为48 μrad。

针对全反射棱镜式激光陀螺在单纵模稳频条件下纵模调制信号存在盲区的现象，研究了全反射棱镜式激光陀螺双纵模稳频技术。理论分析了功率调谐曲线的特征，获得了双纵模条件下小抖动调制信号的幅度及相位特性，提出了双纵模稳频控制方案，通过软硬件电路设计，搭建了全反射棱镜式激光陀螺双纵模稳频控制系统。在定温和变温环境下，分别对单纵模稳频与双纵模稳频进行了实验测试。实验结果表明，与单纵模稳频控制方法相比，双纵模稳频技术在稳频精度上提高了60%，陀螺精度也得到了相应的提高。

为了高精度测试火炮稳定精度, 建立了基于CCD与标准靶板的图像测试系统。介绍了测试系统的组成结构与工作原理, 研究了系统采用的图像预处理、模板匹配、靶标十字中心定位和系统标定等关键算法。为消除分划板十字线对靶板十字识别的干扰, 采用了开关中值滤波算法; 在选取灰度变换算法提高图像对比度的基础上, 分析选取了模板制作与匹配算法; 然后, 介绍了靶板十字中心的像素级和亚像素级定位; 最后, 引入基于主动视觉的标定方法确定了系统的像素角分辨率。试验结果表明: 提出的系统测试精度优于0.07 mil, 满足实际测试需要, 实现了带有稳炮功能的现代火炮系统的稳定精度靶场测量。

提出一种动载体光电平台视轴稳定精度的检测方法。介绍了光学测量原理，讨论了光电平台视轴稳定精度检测系统的实施路线，并对该系统使用的自准直光学成像系统、高速数字CMOS相机和光斑检测算法进行了研究。由安装在光电平台照准架上的平面反射镜反映光电平台视轴指向角度的变化，用高速数字CMOS相机采集图像，并通过计算图像之间归一化的互功率谱和采用相位相关配准算法检测光斑的亚像元级位移量实现了光电平台视轴指向角度的精确测量。将该方法应用于光电平台视轴稳定精度检测系统进行Leica经纬仪标定实验，结果显示，在视场检测范围为±1°、图像采样频率为500 frame/s时，检测误差<2 μrad,表明该方法实现了动态测量并满足高精度、大视场的检测要求。

载体扰动会对光电成像系统的性能产生影响。分析载体扰动的特点及产生的原因，主要分析载体角运动对光电成像系统性能的影响。在此基础上从空间分辨率、人眼观察性能以及跟踪精度3个方面分析光电成像系统对视轴稳定精度的要求，指出对于探测器限制的光电成像系统，应将积分时间内载体的角扰动控制在探测器限制的空间分辨率内，或将像移控制在一个探测单元尺寸内，对于衍射限制的光电成像系统，应将积分时间内载体的角扰动控制在衍射限制的空间分辨率内，得出了视轴稳定精度必须在满足成像系统空间分辨率的基础上，根据实际功能需求进行确定的结论。最后通过实例验证了上述结果。