为了解决周界入侵行为识别正确率低的问题,对经验模态分解算法进行改进,并将其用于光纤布拉格光栅周界入侵行为分类。该方法利用短时平均过零率从整体信号中提取入侵信号,采用两次极值波延拓抑制经验模态分解算法的端点效应,对入侵信号进行分解并提取有效分量的特征,引用支持向量机对入侵行为进行识别;在室外环境下分别对无入侵和攀爬、剪切、碰撞、触摸4种入侵行为进行分类与识别。结果表明,所提方法能有效识别不同的入侵行为,识别正确率大于96%。

针对基于时间平均数字全息法的微振动原位检测, 提出了一种有效提高振动条纹模式对比度的方法, 进而可准确获得待测面振幅分布.首先针对实际振动过程中物体存在纵向微位移而引起的相位误差进行校正；然后去除记录过程中物光场散斑引起的相位噪音, 有效提高了被第一类零阶贝塞尔函数调制的条纹对比度；最后利用第一类零阶贝塞尔函数的变化规律和条纹级数, 定量估计全场的振幅分布.搭建了以声波作为激励源的时间平均全息测振实验系统, 采用频率分别为0、1 100、2 000和9 000 Hz的正弦声波激励簧片进行实验验证.结果表明, 以振动频率2 000 Hz为例, 本方法能够有效提高振动调制条纹质量, 并计算得到三级零点处的振幅值分别为109.4 nm、244.2 nm、356.4 nm, 与理论值相比较, 误差分别为6.31%、3.34%和3.78%, 在允许范围之内, 证明了该方法的有效性.

提出用时间平均数字全息与数字成像相结合的技术测量物体的振幅场，在时间平均数字全息光路中引入成像透镜，使时间平均数字全息技术适用于大尺寸物体的振动分析。阐述了该技术的基本理论，设计了测量光路，并用圆形压电陶瓷片作了实验验证。实验结果表明，在相同条件下，使用数字成像时间平均全息技术记录和再现的数字全息干涉图与使用传统的时间平均全息干涉计量技术记录和再现的全息干涉图相吻合，比较两者的振幅计算结果误差很小。

传统的时间平均全息术通过对再现像光强分布的测量来实现振幅分布的检测，由于噪音影响往往得不到满意的结果.第一类零阶贝塞尔函数相位只有0和π两个取值，所以利用再现光场的相位可以确定振幅分布.理论分析发现，以往的讨论忽略了照明光之间位移引起的相位变化，研究通过叠加一个相位因子对此进行了修正，并利用贝塞尔函数平方的相位特点提出了消除该相位因子的办法.实验结果表明，该相位因子确实存在并影响测量，用本文所提出的方法可以很好地消除该相位因子的影响，使利用时间平均数字全息再现光场的相位检测振动物体的振幅分布变得方便和准确.

提出了一种用于振动物体表面快速测量的光学测试系统和方法。该系统采用结构光三维传感技术，利用时间平均法来实现对振动表面的测量和振动模式分析。用低帧频商用CCD相机记录由光栅投影到振动物体表面上形成的一系列变形正弦条纹，对获取的一帧变形条纹经过二维傅里叶变换、频谱滤波、逆傅里叶变换等处理得到调制物体振幅的零级贝塞尔函数分布。给出了该方法的理论分析，推导了相应的计算公式。计算机模拟和实验验证了该方法的可行性。实验证明，该方法具有数据获取速度快，全场非接触测量以及实验装置简单等优点。

为实现在一段时间内连续实时观测振动物体的全息干涉图形,采用覆盖铝箔的喇叭作为振动物体,利用铝箔原有未经特殊处理表面反射的漫反射光成像,并用光寻址液晶空间光调制器(Liquid crystal-sparial light modulator,LC-SLM)作为全息记录载体,来实现振动测量。实验中采用时间平均干涉测量法,得到了不同振动频率下物体的干涉图形。同时在连续改变振动物体的振动频率时,可以清晰地观察到物体振动全息干涉图形的变化过程,即近实时的全息干涉图形。

分析了海面边界层大气湍流温度脉动的统计特征,结果表明:虚温的功率谱是随时间而演变的,表现在其标度指数随时间变化;比较了不同统计时间下计算的大气折射率结构常数,并根据大气状态的实时变化提出了一种计算折射率结构常数的变间隔时间平均算法.

分析说明了积分球存在一次反射短时平均等照度性质,提出了积分球的几个概念:平均反射程λ、平均反射时间μ、平均反射率、平均出射程η、平均出射时间τ(等于积分球的时间常数).用分析方法推导了积分球时间常数的一般表达式、积分球对δ函数形式的功率波形的变换表达式、积分球对任意光功率波形的变换表达式及其反变换表达式.

提出了利用多重全息成功地实现实时-双曝光(时间平均)的全息干涉术。同时观察双曝光(时间平均)记录的标准状态变化的干涉条纹图和实时法提供的“活的条纹”,就可对标准状态变化与不同时刻的状态变化进行比较。这种新的全息干涉术为精密实时检测提供了一种新方法。