为克服测量端的几何约束条件,需对现有的光笔系统布置多个测量光点,这会导致测量终端结构复杂,不利于光笔系统应用于测量空间受限的场合。针对这一问题,将光场成像方法引入到光笔式测量系统中,利用光场成像原理获取光笔上光点的极平面图像(EPI),并采用旋转平行四边形算子(SPO)计算EPI中斜线的斜率,从而估计出发光点的深度信息,排除了PNP(perspective-n-points)算法的错误解,得到被测点的准确三维坐标。最后通过实验对所提方法进行了验证。所提方法仅需单目光场相机,并结合三点式光笔即可完成三维坐标值的测量,极大地简化了光笔测量系统。

为改进用于X射线聚焦的二值化Gabor波带片目前所存在的结构复杂、不利于加工制作的问题, 在不改变梯形透过率函数的前提下, 通过将传统的梯形孔基元变为平行四边形基元应用于波带片的设计之中, 提出了一种聚焦效率更高的具有准单级聚焦特性的波带片。理论推导显示, 该波带片除了像Fresnel波带片一样能够消除偶数级的焦点外, 还可以消除3q级(q为整数)的焦点, 1/m4(m为焦点级数)的效率衰减系数也使得高级衍射得到了很好的抑制。MATLAB数值模拟的结果证明, 该波带片的特性不仅满足以上推论, 还具有比Fresnel波带片和环带扇形基元阵列波带片更低的背景噪声, 可以看作是一种准单级聚焦的新型波带片。此外, 在同一波带内, 这种基于平行四边形基元孔的波带片设计的透光区始终保持各处的径向宽度为该波带的一半, 且扇区结构简单一致, 能够降低不少加工难度, 易于推广应用。

利用高分辨率SAR图像进行建筑物提取的常规方法是首先利用二次散射特征线确定建筑物边界, 然后利用叠掩、阴影等散射特征来提取建筑物高度.当建筑物目标走向与星载SAR方位向夹角较大时, 其二次散射特征不明显, 常规重建方法不能取得理想结果.针对这类建筑物目标, 在分析SAR图像上的散射特征为平行四边形条带的基础上, 提出一种基于几何模型约束的建筑物自动提取与三维重建方法.将该方法应用于TerraSAR-X聚束模式图像, 并对提取结果进行了分析和评价, 表明该方法能够有效提取建筑物目标及其三维信息.

为了完善高精度位移平台性能,提高平台位移直线度和定位精度,研制了制造成本较低的高精度无导轨位移平台机构。根据平行四边形和比例杆运动原理,设计了无导轨平台结构。介绍了平台的工作原理,并对其运动部件进行了有限元分析。用自准直平行光管和高精度测量头分别检测了平台的位移直线度和升、降位移误差,实验结果得出,该机构的位移直线度误差小于1",升、降位移误差小于0.02 mm,达到了平台设计要求。应用结果表明,该平台安装方便、体积小、易于养护,在有无重力的条件下均能正常使用,可应用于航天或其它领域的高精度位移系统中。