目标红外辐射特性可用于目标特征识别, 如何有效获取目标红外辐射特性, 对目标预警、侦察及隐身效果评估等意义重大。针对当前外场实装地基红外成像设备定标参数获取难题, 对近距离扩展面源定标法、平行光管定标法、远距离扩展面源定标法等 3种方法进行了分析, 采用上述 3种方法对不同视场外场红外成像设备进行了定标实验研究, 获得了不同方法下响应参数。针对远距离扩展面源定标法定标结果随距离变化情况, 设计了不同调焦状态和工作时长下制冷热像仪定标实验。实验结果显示红外成像设备的离焦状态、工作时长对制冷型红外成像设备响应参数影响较小。外场定标误差主要来源于环境杂散辐射、大气透过率及路径辐射计算。外场条件下应采用近距离直接扩展点源定标方法对地基红外成像设备不同航次择机定标; 同时扩展面源定标法定标距离一般不超过 10 m, 响应参数误差此时相对近距离定标约 5%左右。

无人机拍摄下的红外图像中变电设备的分割精度直接影响着热故障诊断的结果, 针对复杂红外背景下变电设备分割精度低的问题, 提出了一种融合可见光和红外图像的多模态路径聚合网络Multimodal Path Aggregation Network, MPAN)。首先提取并融合两种模态图像的特征, 考虑到两种模态图像的特征空间存在差异, 提出了自适应特征融合模块(Adaptive Feature Fuse Module, AFFM), 以充分融合两种模态特征; 对具有多尺度特征的主干网络增加自底向上的金字塔网络, 并对横向连接的路径增强模块引入自注意力机制; 最后使用 dice系数优化掩膜损失函数。实验结果表明, 多模态图像的融合能够增强分割性能, 且验证了提出各模块的有效性, 该模型能够显著提高红外图像中变电设备实例分割的准确率。

为了解决特高压直流换流站二次设备空间瞬态磁场受到无线电干扰后强度不明确的问题，提出了特高压直流换流站二次设备空间瞬态磁场监测技术研究。基于换流站二次设备空间瞬态磁场数据采集程序，根据电磁辐射示意图，计算换流站二次设备空间的电场强度和电磁辐射强度；将开关电弧简化成直导线，计算二次设备空间瞬态磁场强度，结合换流站二次设备空间瞬态磁场监测算法，实现了换流站二次设备空间瞬态磁场监测。测试结果表明，提出的方法可以有效监测二次设备空间瞬态磁场强度，监测瞬态磁场的无线电受干扰水平在 10~25dB·μV/m之间，满足标准干扰水平的要求。

瞬断是表征精密导电滑环性能的主要性能指标，其具有出现概率低、时间短、难以检测的特点，但却又极易对系统造成不确定的影响，直接关系到系统信号传输的可靠性。对惯导设备转台调制过程中出现航姿跳变故障原因进行分析，通过搭建检测系统复现导电滑环的瞬断现象，指出外界微小异物进入环槽必定会导致具有刷丝对称双接触特点的导电滑环产生瞬断现象，从而导致航姿跳变故障的发生，且使导电滑环出现不可逆转的损伤。

电力设备的故障常以异常发热的状态经红外图像检测被检测人员发现。针对使用最大类间方差法（Otsu method, Otsu）对电力设备热故障诊断精度不佳，效率不高的问题，提出了基于变螺旋麻雀搜索算法（variable spiral sparrow search algorithm, VSSSA）的红外图像分割方法。变螺旋麻雀搜索算法先采用 Tent混沌序列优化初始种群，然后，通过引入 Lévy飞行和变螺旋策略提高种群的寻优速度和探索能力，并使用基准函数测试验证了其性能的有效性；最后，在 VSSSA优化二维 Otsu函数，并对红外图像进行双阈值分割的基础上，结合自适应区域生长法进一步提取精确的目标区域。图像分割实验结果显示，该红外方法相比其他的分割方法，分割精度更优，因而具有一定的实用性。

针对变电站电气设备红外监测过程中，获取的红外图像背景复杂而导致故障设备定位不准确、分割难度较大等问题，提出了一种在复杂背景下对故障设备进行定位与整体分割的方法。首先，通过 SLIC（Simple Linear Iterative Clustering）超像素算法对图像进行分割，并对超像素块进行 Lab颜色空间转换，根据阈值判断是否存在故障并获取故障区域。然后，选取故障图像中最大联通量的较亮点作为种子，利用最大类间方差原理控制种子数目，通过改进区域生长法获取目标主体设备。最后，将故障区域与目标主体设备进行交集运算，完成对故障电气设备的整体分割。研究结果表明，该方法能有效完成复杂背景下的故障电气设备定位与整体分割。与其他分割方法相比，该方法获取的故障电气设备更加完整准确。

为了解决传统光电跟踪设备的跟踪性能测试系统参数调试繁琐、设备安装困难、靶标适用性差等问题，研究了基于机械臂路径规划的内场轨迹实现技术。通过规划六自由度机械臂的末端运动轨迹，设计了更加灵活、高效的跟踪性能测试系统。首先，对传统测试靶标系统进行分析，明确实现跟踪性能测试的数学模型；然后提出基于六自由度机械臂的新型技术方案，并分析了两种方案的差异性；接着通过靶标轨迹的坐标变换，根据传统动态靶标轨迹得到适用于六自由度机械臂的末端位姿参数，从而实现轨迹规划；最后，通过数值仿真验证了本文方法与传统方法的跟踪性能测试效果的一致性。仿真结果表明，两者具有相同的跟踪性能测试效果。相较于传统方法，采用机械臂的测试系统在参数调节、工具安装和靶标适用性上更具优势，完全能够满足光电跟踪设备内场跟踪性能测试的要求。

介绍了一种基于弹道的多参数光学测量设备跟踪效果评估系统。阐述了目标脱靶量判读原理和判读方式; 设计了跟踪效果评估系统的结构, 包括图像判读模块、跟踪效果评估模块、结果显示模块三部分; 研究确立了目标跟踪效果评估模型, 包括弹道难度、跟踪误差、跟踪平稳程度、设备视场、跟踪时长等五个参数。系统首先对光学测量设备获取的任务视频图像进行判读处理, 然后将判读后的数据传送至跟踪效果评估模块进行处理分析, 根据分析评估模型的得分情况进行跟踪效果评判, 最后进行了系统试验, 试验表明系统能够对跟踪情况进行科学评估。

针对直升机光电系统激光照射精度评估问题,提出一种利用短波红外相机监测激光照射光斑实现计算照射精度的方法。利用合适像元尺寸、波段和灵敏度的红外探测器,合适焦距、视场角的镜头,3m×3m十字靶标和摄像机搭建测试环境,实现机载光电系统激光照射光斑摄像监测与数据记录。根据该监测设备摄取的激光光斑监测视频图像,应用数据处理方法解算出机载光电系统的激光照射精度,并在飞行试验中进行了应用,切实可行。