针对国产化大面阵红外器件技术缺乏, 用红外焦平面探测器获取图像时难以消除自身的非均匀性以及信噪比低, 航空航天成像应用中的图像采集、传输、存储成本越来越高等问题.论文引入了像面编码计算成像, 首先分析了这种成像系统的原理模型, 然后将压缩感知理论应用于计算成像中, 搭建成像原理样机, 进行非压缩和压缩的计算成像实验.最后在重构的图像质量评价中引入了信号子空间分析方法, 进行重构图像的信噪比估计, 实验结果表明, 这种信噪比估计方法更加准确有效, 并且可以以此作为实验结论给出实际压缩成像时需要的合理采样次数.

压缩成像方式既可以避免在红外波段追求大面阵器件, 又可以解决图像获取时难以消除的自身非均匀性, 信噪比低, 航空航天成像应用中的图像采集、传输、存储成本越来越高等问题。详细分析了该成像系统的原理模型, 搭建成像原理样机, 采用梯度投影算法进行图像重构的成像实验。在重构图像的质量评价中引入了信号子空间分析方法, 估计重构图像的信噪比。实验结果表明, 该信噪比估计方法更加准确有效。

针对多视角下老龄人异常行为检测问题, 利用3D人体数据和多线性子空间分析方法, 从时间、视角和空间动作特征对其进行了研究。首先通过三维结构光传感器获取人体扫描点云数据, 并进行点云精简和人体表面重建。然后提取人体点云数据的表面曲率特征, 并将其映射到二维彩色图像中, 构成彩色动作特征图。通过提取特定时长内所有动作的彩色特征图, 生成基于曲率的彩色动作能量图模型, 并使用2D-PCA对彩色动作能量特征图进行降维。最后运用基于张量分析的多线性子空间分析方法, 对多视角下降维后的数据进行视角无关的特征提取, 并完成异常行为的分类和识别。实验结果表明, 该方法切实可行, 可将其应用于助老机器人和老龄人监护等相关领域。

常规伺服系统根据电机轴系转动进行模型分析，以轴系所在的基座空间作为参照系。稳定平台的被控量以惯性空间作为参照系，因此不适合用常规伺服系统模型来建模。针对稳定平台的多参照系问题，文章采用以惯性空间作为电机轴系转动参照系的多空间分析模型，并将改进粒子群算法应用于该模型。粒子群算法作为一种群智能算法，广泛应用于参数优化。文中通过惯性权重改进和越界改进，利用改进后的粒子群算法进行稳定平台PID参数的优化和整定。通过仿真和硬件实验平台验证,结果表明：在稳定平台多空间分析模型基础之上，采用改进粒子群算法优化后的PID控制器可以使稳定平台有更高的稳定精度、更好的鲁棒性，有效地隔离了外部的震动和干扰。

合肥光源进行重大升级改造(HLSⅡ)的磁铁安装准直工程要在有限的时间内对近120块各型磁铁进行安装准直调节。为了保证磁铁安装准直任务顺利完成，结合合肥光源自身特点，合理使用了多种测量仪器和软件，在元件坐标系下直接进行磁铁安装准直，极大地提高了工作效率和安装精度。在经过先后三次准直安装调节后，所有磁铁均安装准直就位，定位精度达到预定要求。

森林火灾严重危害生态环境, 引起了全球的高度重视。 将从MODIS(MODerate-resolution imaging spectroradiometer)中提取的活动火点与历史火烧痕迹进行比较研究, 发现MOD14A1(火掩膜数据产品a daily Level 3 1-km fire hot spot product)中提取的8+9波段适合消防监测, 与现场勘察数据相比较吻合度高达0.83。 使用MOD14A1中8+9波段结合相关数据对这个区域的长达11年(2000—2010年)的森林火灾发生的时间和空间分析, 结果表明: 火灾发生频率最多的是春季, 秋季次之, 夏天概率最低, 除非干旱。 通过对研究区域黑龙江省分析, 针叶林和温带针阔混交林过火面积所占比例分别为53.68%, 44%, 草原区过火面积较小为2.32%。 大兴安岭是主要的燃烧区域, 面积达到64.74%, 小兴安岭约为23.49%, 而其他区域面积不超过5%。 且火灾发生的较大部分森林有个平缓的斜坡(≤5°), 大部分处于中海拔(200 m≤H≤500 m)。 因此, 通过卫星遥感对森林火区区域的时间序列分析, 阐明火灾活动规律和气候、 地形、 植被类型的相互关系, 有助于预测火灾区域危险性等级。

将并联机构用于六足步行机器人的腿部结构, 以拓展六足步行机器人的应用领域。提出了一种基于 (U+UPR)P+UPS机构的并联机械腿, 并对机械腿进行了结构参数设计。首先, 对腿部机构进行了运动学分析, 推导出了腿部机构的位置反解方程和速度传递方程; 分析了腿部机构的工作空间并绘制了工作空间三维图, 定义了工作空间性能评价指标, 绘制了结构参数与工作空间性能指标的关系曲线。然后, 对腿部机构进行了运动灵活性分析并绘制了雅克比矩阵条件数分布图, 定义了运动灵活性评价指标, 绘制了结构参数与运动灵活性指标的关系曲线。最后, 基于工作空间性能指标和运动灵活性指标, 采用蒙特卡罗法进行了结构参数分析, 选取了一组性能较好的结构参数并考虑加工和装配工艺性, 设计了一种新型3自由度并联机械腿的虚拟样机, 为六足步行机器人的进一步研究奠定了基础。

散装物料大型堆场三维形貌参数的准确快速测量是现代物流管理、装卸工程机械智能化作业的重要工作。由于堆场形貌复杂、纹理特征贫乏和材质反射效率低等特性，非接触方式中的激光扫描、摄影测量难以准确有效测量，传统光刀法也很难做好大型堆场测量工作。提出了激光投线仪扫描辅助下的双目摄影测量方法，并从影像梯度与核线关系解决立体影像同名点匹配、同名点交会平差获得轮廓边缘三维点集、基于投影轮廓线空间特征重建三维轮廓线的模型算法。通过该方法，双目相机在不同工作测站均可对堆场进行扫描与局部三维形貌重建。实验证明该方法具有速度快、精度高、自动化程度高和工作稳定可靠的特点。

人脸识别技术是模式识别和机器视觉领域的一个重要研究方向，基于子空间分析的特征提取方法是人脸识别中特征提取的主流方法之一。本文对目前应用较多的子空间分析方法进行了研究，具体介绍了线性子空间分析方法：主成分分析(PCA)、线性鉴别分析(LDA)、独立主成分分析(ICA)、快速主成分分析(FastICA)，和非线性子空间分析方法：基于核的PCA (KPCA)的基本思想以及这些方法在人脸识别中的研究进展和一些新的研究成果。此外，还应用orl及Yale B人脸库对几个基础的子空间方法进行了验证实验。实验结果表明，在几个子空间分析方法中，FastICA算法取得了最高的识别率。最后,结合实验结果对各算法的优缺点进行了分析总结。