针对三维复杂环境下高时效规划无人机航迹问题, 提出一种改进的双向A*算法。设计扇面搜索域, 减少计算开销; 动态调整启发函数权重, 优化代价函数, 提高搜索效率; 引入关键节点筛选策略, 消除航迹中的冗余点, 生成全局最优静态航迹。就飞行航迹中出现的动态避障问题, 设计动态避障航迹最短优化目标函数, 提出基于变分法的动态避障算法, 考虑航迹容忍度, 实现局部航迹在线调整和优化。仿真结果表明, 设计的航迹规划算法不仅能在复杂环境下高时效规划出一条期望航迹, 还能对突发威胁动态避障。

采用傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合技术研究存储5年的姜科药材, 以探寻姜科药材存储五年的成分变化情况。结果显示, 原始红外光谱整体相似, 光谱反映出药材的主要物质有挥发油类、黄酮类、糖类、氨基酸等。对谱图差异较大的1300～1450 cm-1进行原始谱图局部放大处理、二阶导数处理, 明显看出1384 cm-1、1410 cm-1峰强、峰位差异明显, 推断含异丙基和叔丁基化合物的含量及化合物内部结构发生变化。结合吸光度比值法和曲线拟合面积定量分析得出, 22种姜科药材的挥发油含量随着储藏时间的变化呈下降趋势, 糖类含量呈上升趋势。研究表明, 傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合可为姜科药材的品质分析提供一种有效手段。

为研究激光熔覆修复过程中稀释率的主要影响因素及其对修复性能的影响，在300M钢表面对12Cr17Ni2B新型不锈钢粉末进行激光熔覆试验。为了使粉末充分熔化并减小基体热影响区的软化程度，调整粉焦高于基体表面。分别探索扫描速度及粉末吸热率（激光功率与送粉速率之比）对稀释率的影响，结果表明：两种工艺参数均可以显著改变稀释率的大小，扫描速度会显著改变熔覆层的面积，粉末吸热率会显著改变熔合区的面积。为了明晰稀释率对修复性能的影响，采用粉末吸热率为自变量的工艺调控稀释率，并分析稀释率对修复性能的影响；结果表明：稀释率对修复件界面结合强度的影响不大，但对热影响区的软化程度有一定影响，基体对熔覆层的稀释有利于熔合区硬度的提高，但过大的稀释率会导致熔合区开裂。

针对SLAM在复杂环境下对噪声干扰鲁棒性差以及运动轨迹预测误差问题, 在UKF中引入自适应估计理论与鲁棒H∞控制准则, 提出一种鲁棒自适应UKF-SLAM算法。该算法利用自适应估计理论, 构建抗差因子和自适应因子, 自适应估计测量和状态噪声等价协方差阵, 实现粗差分离和噪声方差自适应补偿; 利用鲁棒H∞控制准则对系统状态均值和协方差进行迭代更新, 提高噪声干扰鲁棒性、降低预测误差。仿真结果表明:该算法能保证移动机器人在不同噪声环境下具有良好的鲁棒性与定位精度。

光谱混合机制研究对混合像元解算具有一定指导意义。 利用全波段光谱仪累积期和消融期对规则和非规则分布模式下积雪-荒漠植被混合像元及纯净积雪和荒漠植被像元控制式采集反射光谱。 K-均值法计算采集影像积雪和荒漠植被面积比并分析其对应混合像元光谱变化特征以获取更加精细的光谱特征信息, 准同步Tetracam ADC3(Agricultural Digital Camera 3)采集图像并计算典型指数, 从微观尺度上证实了混合像元主要出现在地类边界处。 结果发现, 1 456～1 697 nm粗粒径冻结雪反射光谱高于新雪反射光谱, 新雪反射光谱明显高于陈雪; 因冻结覆冰, 荒漠植被光谱为积雪、 冰晶和植被枝干混合光谱信息, 新降积雪覆盖植被光谱特征为积雪和植被枝干的混合光谱信息, 不存在常规绿色植被“红边”效应; 采集角度为5°和10°时光谱低于垂直角度采集光谱, 角度大于10°随角度增加荒漠植被光谱逐渐增大。 像元内各个组成物质的面积比及所处像元的位置、 采集角度和方向都会影响混合像元的光谱组合信息。

为改善传统立体匹配视差图中目标边缘的毛刺现象,以及弱纹理和视差不连续区域的“阶梯效应”等,提出了一种结合局部二进制表示和超像素分割的立体匹配方法。首先融合二进制表示的窗口内像素的空间和颜色特征进行代价计算,并以此求得初始视差;然后将简单线性迭代聚类方法分割的结果作为像素的空间和颜色标记,为超像素内的目标边缘和其他像素点选择恰当的稳定点进行视差传播,以达到视差优化时边缘保持和空间平滑的目的。在Middlebury数据集上分别进行代价计算与优化方法的对比实验,结果表明,采用该算法获取的目标边缘的视差更为平滑,在左右视图中的遮挡区和不重叠区域获得的视差也比较准确,有效地降低了非遮挡区、全图、不连续区域的误匹配率。

针对盘类零件实现尺寸快速测量的关键问题, 提出了规则式曲直变换检测方法。首先, 根据盘类零件同心弧的图像特征和测量位置固定的特点, 设计了曲直变换式快速检测算法; 然后, 设计了规则式检测方法, 该规则确定了检测路径、边缘检测参数、曲直变换参数和计算规则等信息。实际应用表明：该系统能够实现对盘类零件的通用式快速检测, 设计的规则式检测方法也适用于其他机械零件的尺寸测量。

利用傅里叶变换红外光谱仪分别检测17种姜科植物的的光谱特征,并通过系统聚类和相关性系数法来探讨各植物间的亲缘关系。结果显示,聚类分析树系图和相关性分析结果相吻合,当花叶山姜和黑果山姜的距离系数为1（最小）,相关系数为0.991(最高),亲缘关系最近。该研究得出同亚属植物间、野草果与山姜属植物属近缘种,支持了顶花莪术、温郁金在分类系统中的独立性,建议划分为独立种。聚类分析中姜科植物种间的聚合较好,物种鉴定正确率达到100%。因此,FTIR结合聚类分析法在姜科植物物种分类及鉴别中是一种可行性手段。

利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱技术对三种柳树正常叶和病叶, 同一枝条的幼叶、成叶、黄叶、病叶进行光谱测试, 旨在分析柳树病叶发生的一些生理变化, 并探讨柳树病变对系统聚类的影响。谱图显示不同阶段的叶片光谱变化主要在1800～800 cm-1。对此波段进行二阶导数处理, 清晰可看到蛋白质和木质素的叠加区域1700～1500 cm-1, 草酸钙特征峰1621、1318 cm-1, 糖类特征峰1075 cm-1附近峰强有明显变化, 用吸光度比A1621/A3390、A1318/A3390、A1075/A3390来比较草酸钙和糖类相对含量变化, 用1700～1500 cm-1波段的拟合峰面积比S酰胺I/S木质素、S酰胺Ⅱ/S木质素和S酰胺Ⅱ/S酰胺I来比较蛋白质相对含量变化。结果显示, 病叶的草酸钙相对含量增加、多糖和蛋白质相对含量在减少。将叶片1800～800 cm-1范围的二阶导数进行系统聚类, 发现病叶化学成分的改变没有影响聚类效果, 聚类正确率达100%。

对随机折射率调制的光纤光栅进行了理论建模,将随机光纤光栅看作是长、短周期均匀光纤光栅的随机线性组合.分别利用传输矩阵法和光束传播法计算了随机间距均值为20 μm的随机光栅的反射和透射特性,证实了随机光栅中同时具有前后向纤芯基模的耦合以及纤芯基模与包层模式之间的耦合,验证了所提出的线性组合的理论模型.文中还进行了随机光栅的实验研究,采用飞秒激光器在1 cm的单模光纤中写入了具有500个随机间距在10~20 μm的折射率调制点的随机光栅,并测量了该随机光栅的反射和透射光谱.实验结果进一步验证了理论模型的准确性.