激光雷达和双目相机作为无人驾驶领域中重要的环境感知设备,两者之间的外参配准是其联合应用的重要基础,然而两种信息的融合意味着繁琐的校准过程。基于此,提出一种基于特征点对匹配求解的方法,采用两块矩形木板,分别提取双目相机与激光雷达坐标系下的木板边缘3D点云,拟合空间直线求取角点坐标,最后利用Kabsch算法求解配对的特征点之间的坐标转换,利用聚类法去除多次测量结果中的异常值,并求取平均值。通过搭建实验,所提算法可在Nvidia Jetson Tx2嵌入式开发板上实现,获得了准确的配准参数,验证了理论方法的可行性。此配准方法简单易行,可自动完成多次测量,相比于同类方法精度也有所提高。

讨论了嫦娥一号卫星CCD立体相机的特殊焦平面设计与实验室辐射定标。嫦娥一号卫星CCD立体相机采用一个广角、远心和消畸变的光学透镜配以面阵CCD作为接受器，完成三线阵自推扫成像。由于快门污染的存在，造成前视、正视与后视间的曝光时间存在较大的差异，这给辐射定标带来困难。本文提出了在面阵CCD焦平面前方设置一个三狭缝面罩的方案，从而使三行CCD的曝光时间基本相同，其残差在实验室辐射定标中作进一步修正，取得了较好的效果。本文还介绍了辐射定标中的其他重要性能指标，包括最短曝光时间的预估、饱和辐亮度的配准、暗电流检测、输出对输入的线性度以及相对定标、绝对定标的不确定度。

分别从暗电流、相对定标、绝对定标三个方面详细介绍了某TDI-CCD空间立体相机的辐射定标原理，简要描述了辐射定标过程，并对所测量的数据进行了处理和分析，其中主要分析了暗电流和相对定标的数据处理。暗电流作为一个直流分量，为了有效地去除，比较了处理暗电流的两种方法; 相对定标过程中，经过大量的数据分析，求得各个状态的定标矩阵，并且在误差允许的范围内，对这些定标矩阵进行了最优化，得到一组对各种状态均适用的最优定标矩阵。经过验证，用最优矩阵处理任意一幅图像的平均偏差一般在0.08～1.5灰度值之间，最大误差为2.80%。从而在实际应用中降低了定标程序的复杂性，也大大简化了后期图像的处理工作。

依据星载单镜头TDI CCD立体相机立体成像及测绘要求,结合普通测绘相机内方位元素,提出了星载单镜头立体相机内方位元素由焦距、主点位置、立体成像角(前后视交角)、图像畸变等元素组成。给出了立体相机内方位元素测试的方法,针对立体相机成像特点给出了计算内方位元素的算法,对其进行了实际测量和验证,其测量结果符合设计要求。

设计了一种宽谱段前置光孔远心光学系统，其孔径光阑位于透镜组的焦面上，该设计集宽谱段自动复消色差、长工作距、前置光孔及远心等特点于一体. 讨论了这样一种特殊光组的设计. 选用国产牌号的光学玻璃配对，价格低廉且在校正色差后，自动校正宽谱段二级光谱，并实现了透镜组两侧同时具有长工作距. 设计结果表明，光学系统的残余二级光谱很容易控制在千分之一焦距以内，波面平行差小于0.000 22弧度.

介绍了我国首次绕月探测嫦娥一号卫星的主载荷CCD立体相机与干涉成像光谱仪的原理、设计思想、技术措施与特色、设计结果以及在轨图像质量评估与检测. CCD立体相机采用一个广角物镜加一块面阵CCD的独特技术方案，从而使立体相机具有结构紧凑、小型轻量、配准精度高、航天环境适应性强等优点. 4种曝光时间与4种电子学增益共16组合，可以实现同轨不同纬度的曝光量调整. 干涉成像光谱仪采用了大比尺缩小的图像传递、2×2像元合并、矩形孔径光阑、2种曝光时间与3种电子学增益共6种组合的在轨曝光量调整等技术措施. 在轨运行表明，各项技术措施有效，达到了预期目标.