考虑到背景杂波图像结构无规则且复杂, 目标图像结构规则且简单, 两者之间的结构差异为杂波度量提供了有效途径, 提出一种基于图像结构复杂度的背景杂波表征方法。首先, 方向梯度直方图能有效表征图像结构信息, 利用图像局部区域方向梯度分布熵表征对应区域的结构复杂度; 其次, 考虑到人眼视觉系统对图像对比度敏感, 分别在图像方向梯度分布熵空间和对比度空间中度量背景杂波与目标之间的差异,采用标准方差加权求和的方式对背景杂波建模; 最后, 推导了背景杂波与目标获取性能之间的关系, 建立了光电成像系统目标获取性能评估模型。利用公开数据集对模型进行了验证, 实验结果表明, 所提方法所评估的目标获取性能与实际主观目标获取性能具有较高的一致性, 而且在均方根误差(RMSE)、相关性方面优于现有的杂波度量方法。

为了进一步提高光电跟踪系统的目标捕获和跟踪性能, 提出了一种基于变增益趋近律的级联滑模控制方法。基于反双曲正弦函数和幂次项设计了新型变增益滑模趋近律, 在提高滑模面趋近速度的同时抑制滑模抖振现象; 基于变增益滑模趋近律设计速度环和位置环滑模控制器构成级联滑模控制, 以提高系统的动态响应性能和鲁棒性, 提高系统对目标的捕获能力和跟踪精度。最后, 以某球形光电跟踪系统的方位轴作为控制对象, 进行了传统级联PI控制和级联滑模控制方法的对比分析。实验结果表明, 相比于传统级联PI控制, 捕获速度为1 (°)/s的目标时, 级联滑模控制可以将目标捕获时间减小32%; 跟踪等效最大速度为4 (°)/s和最大加速度为2 (°)/s2的正弦引导信号, 可将跟踪误差RMS值减小31%, 采用级联滑模控制可有效提高跟踪系统的控制性能。

针对对地攻击火箭弹单发毁伤概率低的问题, 设计了一种激光周向探测系统, 旨在提高对地攻击火箭弹的目标捕获概率。推导了平面目标脉冲激光回波波形的解析式及最小可探测光功率, 并结合对地攻击火箭弹的末端弹道特性, 建立了激光周向探测系统的弹目交会模型。运用蒙特卡罗算法仿真分析了对地攻击火箭弹采用不同探测系统时目标捕获概率随脉冲激光重复频率和扫描转速的变化规律, 探讨了弹速和命中精度对于目标捕获概率的影响, 获得最佳激光重复频率与扫描转速。仿真结果表明: 当脉冲激光重复频率为5 kHz, 扫描转速为10 000 r/min时能实现目标的有效捕获; 采用激光周向探测系统能有效提高目标捕获概率, 提升单发毁伤效能, 为激光周向探测系统在对地攻击火箭弹上的应用提供了理论依据。

针对增程单兵火箭弹由于弹道低伸和末段弹道时间短的弹道特点对激光末段制导形成的局限, 研究捷联激光制导导引头在末段全弹道上的目标捕获域和目标捕获率。建立低伸弹道上激光半主动导引头目标捕获域模型, 在不同的火箭弹发射角条件下, 对导引头在末段全弹道上的目标捕获域与最小锥形视场进行仿真, 分析最小目标捕获域边界由双曲线变为椭圆时的弹道点和视场角, 得到导引头的最佳半视场角为5.9°。考虑弹道扰动的影响, 通过蒙特卡罗方法计算末段弹道上不同弹道点的导引头目标捕获率, 得到在弹道上导引头的最佳起始探测弹道点。为增程单兵火箭弹的制导化提供参考。

以往的背景杂波度量存在取固定经验性的权重值或忽略人眼视觉响应(HVS)等问题，无法准确度量背景杂波。提出一种新的杂波度量方法，这种方法引入最佳响应阈值模拟人眼对杂波响应的适应性，并利用该阈值研究背景的相似性对目标获取性能的影响，进而完成对杂波的度量。利用Search_2数据库验证该杂波度量方法的合理性。实验结果表明，基于该度量的目标获取性能预测与主观数据一致。目标探测概率的均方根误差为0.0835，相关系数分别为0.7124和0.7444；目标虚警概率的均方根误差为0.0691，相关系数分别为0.7874和0.6753；目标搜索时间的均方根误差为3.2321，相关系数分别为0.7630和0.7710。

为提高图像背景杂波度量法对目标获取性能的预测精度，本文基于人眼视觉对物体边缘敏感的视觉特性，将区域梯度分布作为新的结构特征，提出了引入梯度分布特征的图像背景杂波度量法。首先，采用梯度方向直方图表征目标结构特征，选用巴氏系数度量图像目标和背景杂波在两个梯度方向直方图的相似性 ；然后，将基于图像结构相似性度量方法得到的结构相似性信息进行加权；最后采用D.L.Wilson提出的目标获取性能模型作为目标探测概率、虚警概率和搜索时间的预测模型对Search_2 数据库中的目标进行了获取性能预测。结果显示，提出的图像杂波度量法提高了目标获取性能模型的预测精度，得到的线性相关系数分别为0.870、0.845、0.897，均方根误差分别为0.0569、0.0469、2.129，与实际观察者获得的一致性较高，且没有明显的野点，预测性能明显优于现有其他杂波度量方法。

以现有的目标获取性能模型NVLESD(Night Vision and Electronic Sensors Directorate)为基础，分析杂波对于“人在回路”目标获取性能的影响。针对视场外激光干扰图像的特点，运用图像边缘概率尺度修正后的目标获取性能模型对激光干扰图像进行分析。对CCD探测器的视场外干扰实验结果表明，该方法能够较好地反映激光干扰图像对于搜索探测概率的影响，从而验证了方法的有效性。

触摸屏是手机发展的新趋势，文章从电阻屏和电容屏的结构及原理入手，介绍了触摸屏的系统结构，并利用MTK的MMI模块开放接口函数，说明了用户目标提取方法和实现途径。

在光电跟踪测量设备对低对比度目标捕获能力检验中，提出一种利用可调对比度光学无穷远目标源检验的新方法。采用这种方法需建立可调对比度光学无穷远目标源装置，介绍这种装置的设计依据和设计过程。该装置可以模拟天空背景的辐亮度及这个背景下的一个低对比度目标，它利用大、小两个积分球分别模拟背景与目标的辐亮度，利用安装在大积分球上的准直物镜使目标及背景成为无穷远的目标源，在积分球上分别安装内置和外置照明光源，外置照明光源中装有光束准直系统，使卤素灯发出的光束成为平行光后射入积分球内，利用可调光栏控制通光口径的大小，从而控制了进入积分球的光通量，使得背景与目标的辐亮度在色温不变的条件下连续可调，实现目标对比度连续变化，变化范围0～90%，对比度稳定精度优于1%，光谱范围400nm～800nm内最大背景辐亮度优于60W/m2sr。