针对红外与可见光图像难以提取特征点实现配准的问题，提出一种基于边缘结构特征的红外与可见光图像配准算法。首先通过优化的显著性算法增强红外图像的结构特征；其次利用相位一致性提取红外和可见光图像的稳定边缘结构；然后提取边缘结构的ORB（oriented FAST and rotated BRIEF）特征点；最后结合KNN（K-nearest neighbor）算法和余弦相似度对匹配特征点进行筛选，并应用RANSAC（random sample consensus）算法进行提纯。实验表明，该算法能够克服灰度差异的影响，具有较高的配准精度和效率，有助于实现红外与可见光图像的配准。

基于主动散斑投射的双目立体视觉成像技术仅需一次投影拍摄即可实现三维重建，适合于动态成像，但在水下应用时，存在小孔模型失效、极线约束匹配条件不满足，以及投射散斑左右图像因受水下环境吸收、散射影响产生退化等问题。本文重新建立了基于主动投射散斑图案的水下双目视觉成像模型，分析了散斑图案对水下双目对应点匹配精度的影响，搭建了主动散斑水下双目视觉动态三维成像系统实验装置。实验结果表明，基于主动散斑投射的水下双目立体视觉技术具有较好的动态3D成像效果，动态误差在该双目立体视觉实验装置本身结构和系统参数决定的静态误差之内。

研究了层厚对选区激光熔化(SLM)成形18Ni300马氏体钢粗糙度、致密度、显微组织和力学性能的影响规律。结果表明：在激光功率和扫描间距一定的条件下, 当层厚≤50 μm时, 致密度随激光体能量密度的下降呈现先升高后降低的趋势; 当层厚≥70 μm时, 致密度随激光体能量密度的下降逐渐降低。随层厚的增大和扫描速率的降低, SLM成形过程中的冷却速率逐渐下降, 晶粒尺寸逐渐增大。通过优化工艺参数, 在层厚为30~70 μm时均能成形致密(≥99.0%)的18Ni300试样, 其硬度、断裂强度和延伸率均随层厚的增加而逐渐降低, 且拉伸断口均呈塑性断裂机制。

为研究激光选区熔化(SLM)工艺成形CX马氏体时效不锈钢时的成形质量与力学性能,基于单熔道实验确定了CX马氏体时效不锈钢SLM成形的工艺窗口。在此基础上,分析了离焦量对SLM成形CX马氏体时效不锈钢试样致密度、硬度和表面粗糙度的影响规律。结合拉伸实验和微观组织观察,研究了热处理前后试样力学性能的变化规律。结果表明:在低离焦量时,激光能量密度过高,熔池不稳定性增加,球化现象明显,试样致密度和硬度降低,表面粗糙度升高,拉伸断口呈准解理断裂特征;随离焦量增大,适宜的能量密度和光斑尺寸有利于相邻熔道间和层间形成良好的冶金结合,力学性能得到改善;当离焦量过大时,激光能量密度和穿透深度降低,层间存在未熔金属粉末,试样致密度和力学性能下降。当离焦量为3.5 mm时,试样横截面与纵截面硬度最高为35.94 HRC和36.82 HRC,表面粗糙度最低为7.315 μm,拉伸断口转变为韧性断裂,抗拉强度最高为1218 MPa。同时,经固溶时效热处理后,试样力学性能显著提高,抗拉强度最高为1746 MPa,相比打印态试样提高了43.35%。

针对飞行器集群系统中存在着定位精度差异较大的飞行器集群飞行情况, 以及传统主从式协同导航结构系统存在可靠性低、不能充分利用集群系统协同导航信息的问题, 提出了一种分层式结构的集群飞行器协同导航方法。该方法将参与集群的飞行器按照其定位精度高低分层, 同层飞行器定位精度相当, 一架低精度层飞行器可以同时接受多架高精度层飞行器的协同导航信息, 然后建立基于相对距离以及相对角度的协同导航模型, 最后通过卡尔曼滤波来修正低精度层飞行器的机载导航信息。仿真结果表明, 该结构相对于传统主从式协同导航结构能够有效提高集群飞行系统中低精度层飞行器的定位精度, 并可增强集群协同导航系统的可靠性和容错性能。

激光选区熔化技术(SLM)因其具备高复杂结构制造能力而在医疗器械制造上展现着独特的优势。近年来, SLM在医疗器械制造上日趋活跃, 综述了基于激光选区熔化成形、应用于创伤外科医疗器械生产制造Ti-6Al-4V的研究现状。包括SLM成形Ti-6Al-4V的基础工艺、力学性能、细胞相容性三方面的研究进展, 同时举例了一些基于SLM成形Ti-6Al-4V医疗器械的应用及案例。最后针对基于此技术制造医疗器械研究存在的问题进行了总结。尽管SLM成形Ti-6Al-4V在医疗领域发展相对缓慢, 但现有的研究和潜力表明, 随着基础制造研究的不断深入和临床不断的实践, 创伤外科的精准治疗方案将无疑有望成为可能。

采用激光选区熔化(SLM)工艺打印18Ni-300马氏体时效钢零件,研究了正离焦量对18Ni-300成型零件打印质量和力学性能的影响规律。结果表明:当离焦量较小(+1.5 mm)时,功率密度过高,导致熔池内部产生湍流,熔道表面出现明显的球化现象,成型试样内部出现较大的孔隙缺陷,力学性能下降,拉伸断口呈准解理断裂特征;随着离焦量增加,功率密度减小,光斑和熔道随之变宽,改善了试样的性能,试样的拉伸断裂机制转变成塑性断裂;当离焦量为+2.5 mm时,功率密度适中,熔道之间形成了良好搭接,内部组织均匀,增强了层间结合,试样的硬度和抗拉强度分别为37.7 HRC和1215 MPa;当离焦量增加至+3 mm以上时,熔道之间的搭接率过大,出现过度堆叠现象,功率密度过低,光斑穿透力减弱,影响了层间结合,试样性能下降。

针对在无人机视觉导航过程中光流信息易受前景运动物体与噪声影响造成测速精度下降的问题, 基于Mean-Shift算法提出了一种光流测速优化方法。该方法使用Lucas-Kanade光流算法计算出稀疏光流后, 采用改进的Mean-Shift算法对光流数据进行聚类处理, 根据速度的一致性剔除光流数据中的干扰项。实验结果表明, 该优化方法可以有效地减少前景运动物体和噪声对无人机光流测速的影响, 提高无人机测速的精度。

在视觉辅助软管式空中加油系统中, 如何在实时图像序列中将加油锥套从复杂背景环境中快速分离出来, 对锥套进行快速检测与识别, 是一个亟需解决的问题。论文针对加油锥套远距图像目标检测与定位问题, 提出了一种基于形状信息的 Hough-LS两级锥套目标检测与定位方法。文中首先采用快速霍夫梯度法 (FHGM)进行加油锥套预检测, 而后利用中心八向搜索法进行锥套边缘提取, 最后基于最小二乘椭圆拟合实现加油锥套远距图像目标区域精确定位。实验结果表明, 本文可对远距 (7～25 m)时的加油锥套图像快速进行识别处理, 并将锥套目标定位到精确的区域边界。