在传感器无法满足相关条件的情况下，变电站机器人巡视轨迹的点云数据不能准确匹配，为此提出红外图像特征融合下变电站机器人巡视轨迹三维点云配准方法。提取机器人运动方向梯度直方图和局部自相似描述两种特征，即 HOG特征和 LSS特征，并采用多特征自适应融合方法融合两种特征，并通过三维点云初步配准获取融合后轨迹特征的关键点和最佳的目标轨迹位姿参数，采用优化的迭代最近点算法精配准巡视轨迹，提升巡视轨迹位姿配准结果。实验结果表明：所研究方法特征融合效果良好，能够提升图像的边缘清晰程度，融合后偏差指数均低于 0.2，准确完成不同大小图像中关键点的配准，并且配准后的巡视轨迹与期望轨迹吻合程度较高。

为降低太阳电池封装材料PET薄膜的反射率, 采用严格耦合波分析(RCWA)方法对基于蛾眼阵列的减反层进行了优化设计。对比研究了圆锥形、抛物线形和正弦形蛾眼结构的减反性能, 结果表明圆锥形蛾眼结构具有最佳全向宽光谱减反性能。分析了圆锥体几何参数对太阳光透过率的影响, 为参数选取提供依据。在此基础上, 提出基于柱形与锥形复合结构的蛾眼阵列, 通过参数优化, 进一步提高了太阳光在大角度入射条件下的透过率。优化后复合结构的蛾眼阵列的PET薄膜对波长范围在0.3~1.1μm、入射角度为0°~90°的入射太阳光角度归一化透过率达到0.9664, 相比于未采取减反措施的PET薄膜透过率提高12.77%。

太阳能飞艇依赖于光伏阵列提供能量, 但曲面面形引起的非均匀光照会造成光伏阵列的能量损失。文章将遗传算法引入光伏阵列优化研究, 通过优化光伏阵列拓扑结构, 降低模块间的失配现象, 从而达到增大输出功率的目的。首先基于光伏电池的单二极管模型, 给出光伏阵列的仿真方法。其次提出基于遗传算法的光伏阵列拓扑结构的优化方法, 采用序列编码方式, 将光伏阵列拓扑结构转化为染色体编码, 通过染色体基因位的交叉变异实现光伏阵列拓扑结构的优化。以某太阳能飞艇为例进行仿真验证, 优化后光伏阵列平均输出功率增大2.32%, 仿真结果表明所提方法能够有效提高太阳能飞艇光伏阵列的输出功率。

激光无线能量传输技术具有广阔的应用前景,而光伏电池的激光辐照特性是设计激光无线能量传输系统的重要依据。针对该问题,研究了激光功率与温度对光伏电池的影响,搭建了光伏电池激光辐照特性的实验测试平台,测量并分析了光伏电池输出特性随激光强度和电池温度的变化规律。结果表明,激光辐照条件下,激光强度一定时,短路电流随温度升高而降低;温度一定时,转换效率与填充因子随激光强度的增大呈现先增大后减小的趋势。该研究可为激光无线能量传输条件下的系统设计仿真以及激光辐照下光电电池的输出特性研究提供参考。

最佳指数法是常用的高光谱图像数据波段选择方法, 但存在运算时间过长的问题。运用K-means聚类算法, 对最佳指数方法进行了改进, 提出了聚类最佳指数法, 并进行了一系列伪装目标识别的对比实验。实验结果表明, 与最佳指数法相比, 改进后的方法在保证目标分类精度的前提下, 运算速度提高了数十倍; 与单纯使用K-means聚类运算相比, 不仅运算时间缩短, 而且分类精度有所提高。利用改进算法能够在伪装环境下更加快速有效地识别目标。

为充分利用高光谱成像技术提供的丰富的光谱信息和纹理信息，对光学伪装效果进行综合评价，提出了一种结合光谱曲线形状相似度、光谱欧氏距离以及纹理欧氏距离的伪装效果综合评价方法。利用绝对关联度、欧氏距离和灰度共生矩阵分别对三类特征进行量化，从形状测度和距离测度两方面综合考量光谱信息和空间纹理信息，求得综合测度。该方法在理论上更加缜密，实验表明综合测度有较好的稳健性，避免了单一测度的不确定性，对伪装器材的设计和使用具有指导作用。

激光供能无人机(LPUAV)通过激光无线能量传输进行实时能量补给，大幅提升无人机续航时间。但激光束能量分布不均匀，导致光伏接收器效率低下。通过推导串并联光伏组件在不均匀光照条件下的输出方程，针对I-V、P-V曲线、光伏电池效率及组件整体效率进行对比研究，着重分析了串并联组件效率与光照不均匀度的关系及内在机理。研究表明，并联旁路二极管的串联组件在不均匀光照下存在多峰现象，且光伏电池易受影响而偏离最大功率点，导致组件整体效率降低，而并联组件受不均匀光照影响较小，但组件电压较低。其次搭建激光无线能量传输的实验装置，进行了不均匀激光辐照下激光无线能量传输的初步研究，并对比了串并联组件的输出特性。研究结果验证了通过优化电路连接方式以提高光伏接收器效率的可行性。

光伏电池性能对激光无线能量传输系统设计有重要影响。采用940 nm 激光辐照单晶硅光伏电池，研究了光伏电池输出特性随激光强度和电池温度的变化规律。研究结果表明，短路电流随激光功率增加呈现线性增加后饱和的趋势。开路电压和效率与激光功率的关系则呈单峰特性。实验测得光伏电池在293 K 时最大效率为29.49%。在283 K~308 K 范围内，激光功率较低时，短路电流受温度影响较小，基本保持不变。激光功率较大时，短路电流随温度升高而线性下降。开路电压和效率则随温度升高而线性下降，但下降速率随激光强度的变化而变化。同时仿真了光伏电池效率与串联电阻的关系。结果表明，在强激光辐照下，减小串联电阻，降低复合电流的大小是提高单晶硅光伏电池效率的两个重要方面。

将PSOD(等离子固态外部沉积)、光纤预制棒制备技术以及光纤拉丝技术相结合, 成功开发了芯棒+天然石英砂套管的预制棒制备技术。该技术以成本相对较低的天然石英砂为原料, 等离子体为热源, 干燥压缩空气为工作气体, 熔制了符合光纤生产要求的套管, 并研究出了合适的光纤生产工艺路线。该套管的工艺路线简单, 无需合成套管工艺中的脱水和烧结处理, 且生产过程不会产生有毒有害的尾气, 对环境无污染。针对天然石英砂材料的特殊性质, 制定了低掺杂的预制棒沉积技术以及高张力拉丝的工艺条件, 成品光纤各方面合格, 并具有更低的衰耗。