耦合式MEMS微波功率传感器的集**数模型可用于分析并计算器件的微波特性，是设计传感器相关结构尺寸的重要参考依据。针对目前传感器日益复杂化的阻抗匹配结构，对现有的集**数模型进行了优化，并进行了相关理论推导。实验结果表明，优化后的模型计算出的反射系数最大误差为6.0 dB，插入损耗最大误差为0.7 dB，模型准确度相较于优化前有了明显的提升。因此，优化的集**数模型对耦合式MEMS微波功率传感器的设计与优化具有一定的应用价值与参考意义。

精确结构光模型是三维光学测量的前提,其中分布式空间测量定位系统的交会模型是以线结构激光面的理想平面模型为基础的。而大尺度空间下的线结构激光面存在复杂变形,且很难用任何数学模型来精确拟合。因此,研究了一种基于高精度转台的线结构激光面非参数模型标定方法,建立了激光面旋转时间与空间角度间的精密映射表,替代了曲面拟合参数模型,并在激光面非参数标定的结果基础上对交会模型进行了优化。以室内空间测量定位系统为验证平台,实验结果表明该标定方法能够有效克服激光面复杂变形问题,可将12 m测量范围内变形较为明显区域的坐标测量误差减少约50%。

现有线阵CCD内参校准方法往往依赖于畸变参数模型,其标定精度受限于模型内部参数的相关性,因此为提高线阵CCD相机内参校准精度,提出一种采用非参数模型的线阵CCD相机内参校准方法。通过小孔成像模型和垂线法,构建线阵CCD相机成像的非参数模型,直接确定空间特征点与成像点间的映射关系以及理想成像点与实际成像点间的畸变量大小。采用重投影误差作为评价标准,与采用参数模型的内参校准方法作对比实验,实验结果表明,由所提方法得到的重投影误差的均方根、平均值和最大值分别为0.42,0.00,0.95 pixel,均小于由基于参数模型的内参校准方法得到的0.80,-0.10,2.47 pixel。

彩色夜视技术可以将微光/红外双谱图像融合成一幅适于人眼观察的彩色图像, 而恰当的场景解析方法能够对彩色夜视图像的内容做出自动化分析, 进一步减轻人眼的观测负担。针对彩色夜视场景丰富多变、对算法灵活性要求高的特点, 提出了一种可在线扩展的场景解析方法。该方法基于非参数模型, 预测景物类别时不需要训练过程, 只需要使用数据库中具有语义标记的样本图像, 通过将待解析图像与样本图像进行全局及局部匹配来实现语义标签的传递。而且, 数据库可以根据应用场景的不同随时进行动态扩充。实验结果表明: 该方法在包含城市、乡野等多种场景的夜视图像上, 以及由统计色彩映射、TNO、NRL等多种融合方法得到的、具有不同色彩表征的彩色夜视图像上都具有令人满意的准确率。

影响大空间视觉三维坐标测量不确定度的主要因素有相机内参数、外部方位参数和特征成像质量。传统相机内参数校准方法需要参数模型化及全局最优化求解方法，会造成各内参数相关性过高，局部校准误差较大，对基于测角的测量方式不确定度影响较大、结合相机成像原理及垂线法，提出了一种基于物理参数校准的方法，对主点位置偏移、全视场范围非均匀镜头畸变等参数进行了精细校准。最后，以交比不变误差作为相机校准精度的评价方法，与传统校准方法的对比实验表明，该校准方法能够有效地提高测量不确定度指标，是一种简单、实用的校准方法。

针对光电探测系统高指向精度要求，提出了补偿最小二乘法与双三次样条插值相结合的半参数模型标定算法来减小系统指向误差。根据光电探测系统结构组成，运用多体系统理论建立系统指向误差参数模型。引入非参数分量，建立半参数模型，应用补偿最小二乘法对半参数模型进行标定得到修正模型。搭建实验平台测得两组数据，分别用于运动学标定与验证修正结果。实验结果表明：系统方位向、俯仰向指向误差均值从92.1185″、75.9358″降低到2.7100″、2.7755″，指向误差标准差从21.6522、15.1744降低到10.8645、10.7305。表明提出的标定算法能有效提高光电探测系统指向精度和空间指向稳定性，且能同时考虑系统误差的线性与非线性关系。

为了提高光电探测系统指向精度, 提出并对比基于参数模型和非参数模型的运动学标定算法。首先, 根据系统组成, 全面分析光电探测系统指向误差来源。接着, 针对参数模型, 运用多体系统理论建立系统指向误差模型, 并应用最小二乘法对模型进行标定。然后, 针对非参数模型, 应用双线性插值算法进行指向误差模型标定。最后, 搭建实验平台, 获得用于标定和验证的两组实验数据。实验结果表明: 经过参数模型标定, 指向精度从141.7″提高到22.2″;经过非参数模型标定, 指向精度从141.7″提高到27.9″。两种方法均能提高光电探测系统指向精度, 参数模型标定指向精度略高于非参数模型标定, 但是非参数模型运动学标定具有过程简单、计算量小的优势。

天文定位中常用四参数模型进行坐标转换，在建立四参数模型时未考虑坐标尺度系数和坐标轴之间的夹角变化，因此四参数模型是天文定位中坐标转换的参数简化模型。为了验证四参数简化模型的适用性，在四参数简化模型的基础上建立了六参数模型。从模型建立角度上推导了四参数和六参数模型在定位精度和倾角补偿上的差异性，并对两种模型进行了比较。实验数据的分析结果表明两种模型在天文定位的精度上基本一致，也证明了四参数简化模型的适用性。

以麦克斯韦方程组为依据推导了单色平面光波在电光晶体内传播时满足的无冗余本征方程, 将电光晶体光学特性的求解问题转换为求取二维矩阵的特征值问题；基于二维矩阵, 提出了晶体均匀性的表征方法；在此基础上, 推导了电光晶体的分布参数琼斯矩阵模型；进一步地, 把电场对晶体光学性质的影响看作微扰, 得到了琼斯矩阵的等效集中参数模型。

以标准证件照片为研究对象构建了眉毛与眼睛混合一体化参数模型,针对眼睛、眉毛及眉眼共设定14项主特征参数,据此创建28位二进制语义编码。图像处理分为四步:首先,根据眼睛色度信息反映出的眼睛轮廓定位眉毛与虹膜,并针对眼部带状区域实现图像分割;其次,通过改进的Hough变换算法实现对眉毛和虹膜外边缘轮廓检测;然后,用投影方法提取眼部混合特征参数;最后,按特征参量实现语义编码。经1 000张证件照实验证明,图像特征的提取成功率为99%以上,系统对每幅图像自动处理时间小于1.75 s。