深度学习技术在计算机视觉领域的应用日趋广泛，基于深度学习的目标跟踪技术是当前计算机视觉领域的一项重要研究课题。文章首先对国内外目标跟踪技术的发展历程进行了回顾和梳理，详细介绍并对比了部分典型的基于深度学习的目标跟踪方法；然后介绍了几种目标跟踪领域的典型数据集；最后对基于深度学习的目标跟踪技术的研究进行了总结，并对未来的发展方向进行了展望。

文章总结了低噪声CMOS图像传感器代表性关键技术的最新研究进展。从CMOS图像传感器架构及各模块设计的角度，介绍了有源像素结构和图像传感器架构，分析了广泛采用的像素内源跟随CMOS图像传感器读出电路及其噪声等效模型，重点介绍了低噪声CMOS图像传感器关键技术，包括共享参考像素差分共源放大器技术、相关多采样技术、像素内斩波技术，以及相关技术的电路级实现方式。

系统介绍了国内外航空发动机叶尖间隙测量技术的研究进展，分析了这些技术的原理、特点及具体应用，并指出了发展方向。在此基础上，提出了适用于航空发动机高转速叶片在线监测的新方法，并介绍了一种可实现航空发动机叶片故障监测的膜片式高温光纤FP声发射传感测量系统。

设计了一款高帧频高灵敏度双通道16元线列PINCMOS图像传感器。相对于传统的pn结光电二极管，PIN光电二极管具有结电容小和量子效率高的优点，可以降低CTIA像素电路的噪声,提高信噪比；同时采用一种新型的相关双采样电路结构，可以在边积分边读出的模式下实现相关双采样，抑制像素复位带来的KTC噪声。基于0.35μm PINCMOS工艺进行了线列CMOS图像传感器流片，并对器件的光电性能进行了测试。测试结果表明：在像元尺寸为90μm×90μm，700nm波长下，器件灵敏度达3000V/(lx·s)，量子效率为96%；在40kHz高帧频、0.05lx光照条件下器件信噪比为7，适于弱信号下的高速探测。

设计了一种用于激光三维成像的128×2线性模式APD焦平面探测器，器件包括硅基APD焦平面阵列和读出电路。硅基APD焦平面阵列采用拉通型n+pπp+结构，像元中心距为150μm，工作在线性倍增模式。读出电路采用单片集成技术，将前置放大电路、TDC计时电路和ADC等功能模块集成在单一硅片上。整个线性模式APD焦平面探测器可实现128×2阵列规模的激光信号并行检测，并采用LVDS串口输出激光脉冲信号的飞行时间信息和峰值强度信息。测试结果显示，该线性模式APD三维成像探测器可同时获取时间信息和强度信息，成像功能正常。

谐振式光纤陀螺(Resonator Fiber Optic Gyroscope，RFOG)的核心敏感部件是光纤环形谐振腔(Fiber Ring Resonator，FRR)，FRR在不同的束缚方式下表现为反射式与透射式两种结构，文章建立了两种结构的分析模型，推导出最佳工作状态下FRR的输出特性表达式。对于影响RFOG的主要噪声：背向散射噪声，通过建立两种相位调制RFOG结构，推导了两种不同结构FRR构成的RFOG在相位调制下的信号与背向散射噪声输出特性。分析了两种结构下谐振曲线最大斜率处的信号与背向散射噪声的信噪比表达式，最终证明两种结构的信噪比表达式相同，且与FRR的腔长负相关。

研制了一种结构为Ag/Glass/ITO/TAPC/mCP/mCP∶Firpic/TPBi/LiF/Al/Ag/Alq3的顶发射有机电致发光器件，通过在ITO玻璃衬底背面生长一层Ag反射膜，使器件发出的蓝光被反射膜反射到顶电极出射。利用顶电极表面的Alq3光耦合层有效地提升了金属复合阴极的透射率，降低了器件的微腔效应。实验结果表明，当光耦合层厚度为30nm时，获得了最大电流效率和最大亮度分别为8.91cd/A和5758cd/m2的蓝光顶发射有机电致发光器件(TEOLED)；同时，在10V电压下，其色坐标为(0.157,0.320)，当亮度从1cd/m2变化到5000cd/m2时，其色坐标仅漂移(0.002,0.010)，表现出良好的色稳定性。

设计了一种基于光子晶体光纤的双锥形马赫曾德尔干涉仪，并对其折射率传感特性进行了研究。在FDTD Solutions光学仿真平台中建立了干涉仪结构模型，研究了该结构的透射光谱对环境折射率的响应。仿真结果表明，透射光谱随环境折射率的增加发生红移，灵敏度为95.906nm/RIU。利用熔接与拉锥工艺制备了干涉仪样品，搭建了实验系统，在不同浓度甘油溶液中对其透射谱进行了检测，实验结果表明，折射率在1.3222~1.3538范围内，透射谱偏移灵敏度为121.95nm/RIU。该传感器具有体积小、重量轻、易于制备、灵敏度高等优点，适用于生化和物理传感领域。

碳电极具有成本低、印刷方便、可有效隔离水氧等优点，因此有望利用碳电极材料实现低成本、高稳定性的钙钛矿太阳电池。无空穴传输层的传统碳基钙钛矿太阳电池面临着空穴提取率低、电子逆向传输，钙钛矿和碳电极界面的载流子复合等问题。文章引入聚(3己基噻吩)(P3HT)作为器件的空穴传输层，使碳基钙钛矿太阳电池ITO/SnO2/MAPbI3/P3HT/Carbon的光伏性能得到了显著改善：器件的光电转化效率从11.16% 提高到13.37%。在氮气环境下，连续光照1000h，太阳电池的光电转化效率可保持初始值的87%，而传统器件在光照500h后，其光电转化效率已下降至初始值的60%。

基于金属/介质/金属(MIM)波导，提出了一种两侧含有双环、四环谐振腔的等离激元波导滤波结构，采用电磁仿真计算了其电磁传输特性，通过场分布分析了透射谱中通带和谷值产生的物理机理。仿真结果表明该结构可实现等离激元诱导透明(PIT)，通过改变谐振腔的有效半径，可调节PIT窗口的位置、带宽和慢光效应。计算结果显示在双环和四环谐振结构的PIT窗口，可以实现0.148和0.358ps的信号延迟。这一特性在可调滤波器件、光存储器件和集成光子器件设计上具有潜在应用价值。

针对太空环境下在轨卫星内部次镜座结构的特殊性，为监测其温度状态，设计了一种金属基底的光纤光栅温度传感器来贴合次镜座使用。通过变换固定点距离，结合光纤温度传感原理以及弯曲栅区的应变状态，设计了结构小、质量轻且可同时多位置测量温度的基底结构。实验测试结果表明，该结构温度传感器中三个波段的线性度均达到了0.999，灵敏度分别为10.78，10.81和10.36pm/℃，同一温度下的中心波长波动在±3pm内，受外界应力影响较小，有良好的重复性。

翻新电子元器件存在重大质量隐患，对航天装备的质量和安全构成了严重威胁。为了确保装机电子元器件的质量和可靠性，结合翻新元器件的特点，提出了一种鉴别翻新元器件的无损检测方法。首先，阐述了翻新元器件的检测方法和原理，即通过光学干涉法定量测量器件上下表面的粗糙度，并根据二者之间的差异来判断器件表面是否经过翻新处理。然后，采用该方法对正常元器件和翻新元器件的表面粗糙度差异进行对比检测分析，并进行不确定度评定。结果表明，该方法可用于对翻新元器件进行高效准确鉴别。这为全面提升航天电子元器件的质量提供了新的检测手段。

正面金属化是制备单晶硅太阳电池中的重要工艺步骤，栅线质量对电池的电学性能起着关键的作用。通过探究不同栅线处理工艺对栅线宽度的影响，发现烧结过程中栅线会向两侧崩塌，从而增加电极的遮光率，结合表征手段对这一过程进行了分析和机理阐释。在对浆料类型、网版开口宽度、网版图案以及烧结峰值温度的研究中，发现浆料中的有机物含量会影响栅线在烧结过程中的稳定性，而合适的网版开口及图案设计能降低遮光面积和栅线高度起伏，从而显著提升电池的电学性能，制得了最高转换效率为22.54%的单晶硅PERC电池。可以预见，通过优选浆料和网版，可以进一步改善单晶PERC电池的电学性能，获得更高的光电转换效率。

为提高光纤布拉格光栅(FBG)形状传感器的形状重建精度，减小光栅点的重建位置误差，设计了一种FBG传感元件结构。通过建立传感元件应变传递力学模型，推导出平均应变传递率表达式，并结合传感元件有限元仿真模型，分析了相关结构参数对传感元件应变传递率的影响，将有限元仿真与理论计算结果进行对比，验证了理论模型的有效性。进而分析了应变传递率对传感系统形状重建精度的影响，得出当光栅点应变传递率保持在90%以上时，光栅点的重建位置误差将保持在0.08mm内。该研究表明，通过合理控制影响参数，可有效提高传感元件应变传递效率，减小传感系统形状重建位置误差，从而提高光纤形状传感器的形状重建定位精度。

提出了一种具有双模大模场面积的多芯光纤，建立了该多芯光纤的电磁场模型并采用有限元方法对其进行求解。基于该模型研究了光纤的模式特性和弯曲特性，系统分析了纤芯间距、纤芯半径和芯包折射率差对光纤模式特性和基模有效模场面积的影响。结果表明：通过引入空气孔并适当减少纤芯间距、纤芯半径和芯包折射率差，该光纤能实现严格的双模传输。保持双模传输时，通过增大纤芯间距，减小纤芯半径和芯包折射率差均有助于增大基模的模场面积。通过调整结构参数，在近似满足双模传输的条件下，光纤的基模模场面积在平直状态下可达到3155μm2。

为了提高侧边研磨型(D形)塑料光纤倏逝波传感器的灵敏度，采用不同粒度的光纤研磨纸对塑料裸光纤进行侧边研磨，制备了不同直径及不同表面粗糙度的D形塑料光纤倏逝波传感器。实验观测了D区表面形貌、D区直径与表面粗粗度对传感器光传输性能及灵敏度的影响。实验研究发现：D形敏感区域直径及表面粗糙度对传感器光传输及灵敏度影响显著；传感器灵敏度随着D区直径的减小先增大后减小，当D区直径为1200μm时，传感器对葡萄糖溶液的响应灵敏度达到最大值：-0.0032(mg/L)-1；当采用粒度为9μm的光纤研磨纸对光纤进行研磨时，传感器的灵敏度将进一步提升至-0.0045(mg/L)-1，是未经研磨塑料光纤传感器灵敏度的11.25倍。

采用电子束蒸发镀膜方法在K9玻璃基底上分别镀制了ITO/SiO2/ITO,ITO/Ti2O3/ITO和ITO/MgF2/ITO结构的多层薄膜，用四探针方块电阻仪测量薄膜表面的方块电阻，用原子力显微镜观测样品的表面微观形貌。结果显示，当ITO薄膜的粗糙度较大且介质薄膜的物理厚度小于100nm时，各层ITO薄膜之间通过山峰状的凸起结构相连通，导致样片表面的方块电阻测量值与各层ITO薄膜电阻的并联值相当。这表明，当ITO薄膜的粗糙度较大且介质薄膜厚度较小时，各层ITO薄膜表现出电阻并联效应。利用多层ITO薄膜的电阻并联效应设计并制备了450～1200nm超宽光谱透明导电薄膜，用四探针方块电阻仪测量了试验样片的表面方块电阻，用紫外可见近红外分光光度计测试了样片的光谱透射率。结果显示，在相同表面方块电阻条件下，相比于单层ITO薄膜，利用ITO薄膜电阻并联效应所制备的多层透明导电薄膜具有更高的光谱透射率。

电极材料的孔径结构、尺寸、类型直接影响电极材料的电化学性能。文章利用水热反应与硝酸蒸汽处理两步法制备了三维多孔石墨烯材料，并通过控制硝酸蒸汽处理时间，研究其对电极材料电化学特性的影响。通过扫描电镜、透射电镜、拉曼光谱、X射线衍射等多种测试方法对得到的三维多孔石墨烯进行表征，并利用三电极测试方法，通过循环伏安、恒流充放电和电化学阻抗等电化学测试方法研究其电化学性能。结果表明，所制备的三维多孔石墨烯具有微孔与纳米孔相结合的三维结构，两者的协同作用使得三维多孔石墨烯表现出优异的电化学性能，在1A/g的电流密度下，比电容最高可达191.5F/g。

以波形脉动热管和微槽平板热管为研究对象，基于Mixture模型构建了其三维非稳态数学模型，并对模型可靠性进行了验证。采用该数学模型对比了两种微型热管在相同散热空间和散热热流密度情况下的热阻、平均壁面温度和蒸发段壁面温度均匀性。结果表明：相对于微槽平板热管，波形脉动热管热阻更低，传热性能更好；波形脉动热管蒸发段稳态平均壁面温度更低，且随着热流密度的增加该优势更加明显；波形脉动热管在空间尺度上蒸发段壁面温度均匀性更好，且这种优势在高热流密度情况下更突出，但这种均匀性在时间尺度上变化相对剧烈。

针对电连接器插针匹配过程中特征点存在的近似对称以及在不同图像间存在大角度旋转变换的问题，提出了一种基于六点特征数不变量的特征点匹配算法。将特征点分为凸包与内点两部分，利用凸包上的点在射影变换中排列顺序的不变性实现了凸包匹配，利用以凸包特征点为基准的内点特征向量的相似性实现了内点匹配。实验结果证明，提出的算法能够很好地实现对插针特征点的匹配，具有一定的鲁棒性。

基于相位的立体匹配是双目投影光栅相位法中的重要步骤，但传统的相位匹配方法在处理高分辨率图像时因存储空间大大增加，难以达到匹配速度与精度的平衡。文章提出了一种基于多尺度分析的快速相位立体匹配算法，采用分层匹配的策略，对预处理后的左右绝对相位图进行降采样以生成图像金字塔，利用低分辨率的视差匹配结果以预测下一层视差，以此降低下层高分辨率图像的视差搜索范围，达到匹配速度与精度的平衡。实验结果表明，所提算法在保证精度的情况下能有效提升相位立体匹配速度，实现高分辨率相位图快速准确的立体匹配。

针对传统Harris角点检测算法的图像配准过程计算量大、速度慢等问题，提出一种快速预筛选Harris角点检测算法。首先通过FAST算法快速排除大量非特征点，再通过抑制半径解决FAST角点聚簇现象，然后在FAST角点邻域内筛选出Harris角点，最后采用BruteForce匹配方式得到精准匹配。实验结果表明：所提改进算法不仅提高了角点检测速度而且减少了冗余角点数量，在图像配准过程中有效提高了配准速度与精度，配准效果良好。

为降低卫星激光通信系统中的硬件资源，结合斐波那契数列的性质，基于矩阵扩展的方法提出了一种码率兼容低密度奇偶校验(RateCompatible LowDensity ParityCheck，RCLDPC)码的构造方法。用该方法所构造的RCLDPC码围长为6且具有准循环特性，所需存储元素少，降低了计算复杂度，利于硬件实现，更适合在卫星激光系统中传输。仿真结果表明：利用该方法构造的RCLDPC码在较大码率范围内均具有良好的译码性能，且在相同条件下，当误码率(BER)为10-6时，所构造的RCLDPC码与同码率、同码长的其他码型相比较，其净编码增益均有一定提高。

空间激光通信调制技术以幅度调制和相位调制为主，单一通信终端只能适应特定的调制格式，灵活性较差，存在星间链路组网应用的局限性。文章基于数字处理的光调制技术，采用LiNbO3晶体正交相位调制器，结合闭环偏压控制算法，实现了光调制格式、调制速率可变的星载光调制器，并针对空间应用对幅度调制和相位调制方式进行了优化，最大化光纤放大器效率。该技术硬件实现了625Mb/s~5Gb/s通信速率分档可调，OOK，BPSK和QPSK调制格式可变，发射EVM优于9%，实际引入灵敏度损耗小于1dB。该调制器已经完成所有空间环境试验，可广泛适用于各种体制的激光通信终端，进行星地、星间激光通信建链。同时，该调制器具备模拟调制的功能，可实现星间微波光子信号的透明转发。

为实现微创手术软体操作器弯曲伸缩运动时的形状测量，提出一种螺旋布设光纤光栅形状传感方法。不同于传统的直线形布设方法，螺旋形布设方法可以防止软体操作器弯曲伸缩运动时，光纤光栅的折断、脱胶现象发生。理论分析了螺旋布设光纤光栅的传感原理及弯曲变形的重构算法；制备了光纤光栅沿螺旋形布设在软体操作器表面的试样；搭建了软体操作器弯曲变形的实验系统；实验分析了软体操作器在不同弯曲状态下，螺旋布设光纤光栅中心波长漂移量与弯曲角度间的变化规律，并重构出软体操作器的变形形状。实验结果表明：螺旋布设光纤光栅在软体操作器中不同位置的灵敏度最大为7.1pm/(°)，软体操作器弯曲角度实际测量值与理论重构值间的最大误差不足4.29%。螺旋形光纤传感方法可用于软体操作器形状传感与重构。

针对Camshift算法应用于NAO机器人目标跟踪过程中，当目标受到相似颜色背景干扰或被物体遮挡时跟踪失败的问题，提出一种基于ORB特征检测和Kalman滤波多算法结合的目标跟踪方法。首先检测目标ORB特征点初始化搜索窗口，然后利用Kalman滤波作为目标运动状态的预测机制，以预测的位置初始化Camshift算法。利用Bhattacharyya距离判断跟踪窗口的收敛性，若受到背景干扰，则利用ORB算法对当前帧中的Kalman预测区域和目标模型进行特征点匹配，重新检测目标在视频帧中的位置。根据Kalman滤波预测目标被物体遮挡后可能的位置来更新预测器参数。实验结果表明，改进的算法能够在相似颜色背景干扰和目标遮挡的复杂环境下，连续稳定地跟踪运动目标。

针对相位调制微波光链路线性解调困难的问题，开展了基于锁相环高线性相位解调方法的理论研究。建立了详细的链路模型，充分考虑噪声和非线性畸变的影响，推导得到了链路关键参数的变化趋势。同时结合实际链路器件参数，完成了链路关键参数的仿真研究。结果显示，基于锁相环，在200MHz的射频频率下，链路动态范围可达到127dB·Hz2/3，较传统强度调制方法提升近20dB，为大动态微波光子链路实验应用提供了一定的理论参考。