为探明扫描激光冲击成形工艺中激光功率和扫描线间距对成形微结构高度的影响规律，采用纳秒光纤激光在 20 μm 厚的铝箔上实现直径为 200 μm 的凸起阵列的激光冲击成形，并采用激光共聚焦显微镜测量微凸起的三维形貌。结果表明：在激光功率从 10 W 变化到 18 W 的过程中，成形微结构高度从 17 μm 先增大至 29 μm 再减小至 12 μm；扫描线间距从 30 μm 变化到 50 μm 的过程中，成形微结构高度从 14 μm 逐渐增大到 30 μm。扫描激光冲击成形工艺中的这种激光功率和扫描线间距的影响，本质上是受到能量吸收层厚度的约束和激光烧蚀能量吸收层产生的冲击波强度的影响的共同结果，这种综合影响在多道次扫描激光冲击成形中需要得到重视。

金属增材制造具有快速、无模具、自由成形复杂结构的特点，已经成功应用于航空、航天、模具、医疗等领域。随着制造零件的复杂程度和体积的不断增加，三维模型的数据量增大，数据处理所需要的时间大幅增加，尤其是路径规划所需的时间陡增，这已经成为制约该技术应用的主要瓶颈，亟需解决。为了减少路径规划所需的时间，基于增材制造连续两层之间轮廓相似这一基本事实，将三维模型切片得到的二维轮廓按特征进行分组，提出层间信息继承算法，充分利用上一层计算的填充路径信息，快速计算出当前层的填充路径。该算法无需计算每条扫描线与当前层众多轮廓环的交点，极大减小了路径填充的计算量，加快了填充速度。实验结果表明，该算法整体的计算效率明显高于传统路径填充算法，尤其对于等截面或截面连续变化的模型，该算法的加速效果尤为突出。

扫描线滤波算法可以在一定程度上简化滤波问题,并在复杂地形中可以取得较好的滤波效果,但该算法难以滤除一些地面下方的噪声点以及正、反坡度角相差较大的点。针对上述问题,提出顶点向量角-扫描线滤波算法,利用顶点向量角并结合高差阈值对扫描线进行后处理,可以进一步提高所提算法的滤波效果。通过实验将传统算法与改进后的算法进行对比,证明顶点向量角-扫描线滤波算法能够取得更佳的滤波效果。

为了在复杂天空背景下检测出低空慢速小目标, 本文研究了“低小慢”目标的视觉显著性区域特征, 融合扫描线填充算法, 提出了一种动态背景下“低小慢”目标自适应实时检测技术。首先, 根据图像的亮度对比度获取显著性图。接着, 使用形态学梯度提取显著性特征, 通过三帧差分算法得到种子点。然后, 使用扫描线填充算法进行生长, 结合提出的自适应双高斯算法分割出前景。最后, 根据候选目标的面积占比变化、质心距离变化、宽高比差异剔除虚假目标, 完成检测。为了验证算法的有效性, 本文选取了7组复杂天空背景的视频序列进行测试, 并与其他优秀检测算法进行了对比。结果表明, 本文提出的算法对运动目标检测的平均运行时间为0040 9 s, 平均检测准确率为8997%, 相比于其他算法的平均运算时间减少了035 s, 检测的平均准确率提高了245%。算法在复杂背景下具有较好的稳定性和较强的鲁棒性。

选区激光熔化成形过程中, 熔道与单层的成形特点在很大程度上决定了成形零件的性能。实验探究了熔道的成形特点随激光功率与扫描速度的变化规律, 分析了适合成形的熔道类型。在单层实验中, 从扫描线长度出发, 探究了在搭接过程中熔道间热影响与成形面质量联系。总结了成形熔道高度的分布规律。通过三维轮廓仪观察实验结果并与工艺相对成熟的成形结果进行对比获得了设备的工艺参数。介绍了一种填充策略, 实验验证可以有效提高成形面质量。

针对二维格网形态学的插值误差及二维原始点云形态学的耗时等问题, 提出一种基于扫描线的一维渐进式形态学 LiDAR点云滤波方法。该方法根据点云数据近似直线扫描和顺序存储的特点, 将一维渐进式形态学方法运用于 LiDAR原始点云, 分析运算后的点值与其原始值的差异, 逐步滤除非地面点。为验证算法的有效性, 采用 ISPRS测试数据进行实验, 结果表明, 该算法无论是在城市地区还是在郊区均能有效滤除非地面点, 且具有较高的可靠性。

为了在材料表面激光3维改性系统中有效地消除系统误差并提高系统精度，根据材料表面改性图形为填充图样的原理，采用3维扫描线重建算法对空间封闭曲线进行了激光半径补偿。经过交点计算及闭合检查，对空间3维数据进行重建，基于VC++平台实现了半径补偿算法，完成重建图形显示并控制系统完成材料表面激光3维改性实验。经理论分析及实验验证，重建后的3维图形补偿了0.07mm光斑直径距离，取得了与标准值更加接近的实验数据。结果表明，此种算法具有一般性，可有效消除系统误差并提高系统精度。

为了提高基于视觉引导的经纬仪测量系统的测量效率，提出了一种对空间平面上目标点坐标进行精确瞄准测量的方法。利用激光电子经纬仪对目标做单轴扫描，进一步获得像平面扫描轨迹的平行网格模型，通过该模型建立了扫描线长度与经纬仪单轴旋转角度的关系，并对镜头畸变进行校正，最后利用插值算法得到经纬仪瞄准目标点时的精确角度值。实验结果表明，在矫正畸变后在 10 m×10 m空间内精度可达到 3″，该方法可以有效提高测量效率，保证测量精度。

为了研究瑞利波与圆柱表面缺陷的相互作用,并以此作为检测圆柱表面缺陷的理论依据,设计了一套实验装置,该装置采用脉冲激光线源产生超声波,激光干涉仪探测瑞利波信号,通过改变激发源与人工缺陷的相互位置研究了瑞利波与缺陷的相互作用过程。实验中在不同的相互位置得出了不同的瑞利波波形,反射瑞利波的峰-峰值随激光源与缺陷的距离减小而增大,且当激发点位于缺陷边缘处时波形的极性改变。结果表明,当应用本装置时,通过改变人工缺陷与激光光源相对位置,再利用检测峰-峰值的极大值情况和根据接收到的瑞利波的极性可以判断缺陷的位置。

为了解决计算机视觉中对应点的误匹配问题,提出了一种在能量最小化框架下利用自适应窗口的不连续保护立体匹配算法。该算法首先引入了融合亮度和梯度信息的非相似度,然后,根据窗口内的平均匹配误差、误差方差及较大窗口的偏向误差组成的窗口代价函数,选取每个视差对应的最佳窗口作为匹配基元,并利用扫描线优化方法及深度不连续约束法寻找水平方向上的最优路径;最后,通过回溯最佳路径获得最终的稠密视差图。实验结果表明,所提算法不仅能够保留自适应窗口匹配算法的优点,较好地处理大的低纹理区域和视差不连续区域,还可加强相邻匹配基元间的视差连续性,所提算法的计算量比原有算法缩短了约3/4。