从信标光链路中高效地获取运动平台的姿态信息是运动平台量子光通信成功的关键之一。针对运动平台量子光通信的实际需求，提出一种探测载体平台旋转姿态角的信标姿态解耦方法，有望显著提高量子光通信的动态链接效率。经0°、45°、－45°偏振片起偏调整的RGB三色合束信标光，携带着载体平台的旋转姿态角信息，经自由空间传输后由地面接收系统解耦。接收端利用光电探测器获得信标光的三色光强值，根据三色光强值的差动、比值构造特征参数β，建立信标光旋转角θ与特征参数β间的关联曲线，利用该曲线反演载体平台的空间旋转角信息。分析θ在0°～90°的变化趋势及β的数值结果，并对不同距离下的测量结果进行误差分布分析。实验表明，所反演的信标空间姿态角度测量精度可以达到±0.05°。室内实验结果的3σ值小于0.5°；室外实验结果的3σ值小于1°。综合整体性能分析，所提方法具有测量运动平台空间旋转姿态角的能力，可用于在浮空平台或类似领域中进行姿态角度测量。

为提高结构光三维重构系统的点云匹配速度及精度,提出二维视图及三维点云交叉特征点协同匹配的方法。首先,通过投影变换及维度映射关系实现待拼接投影图像的归一化,经预处理后提取端点及分叉点作为关键点,对同类点进行三角划分及相似匹配得到初始点集,并将其映射至三维空间。其次,利用kd-tree搜索得到双邻域质心,根据三点构成的三角形相似关系进一步筛选点集。最后,采用四元数法完成粗拼接,进而使用改进的迭代最近点(ICP)算法完成精拼接。实验结果表明,所提算法的匹配准确率达98.16%,匹配用时3s,粗拼接重叠区域的重心距离误差为0.018mm,所提算法对于二维图像视角变换、纹理光滑、光线不均等具有较高的鲁棒性。

为了提高现代化生产中的效率和满足三维扫描的需求, 设计了一种能够准确提取物件表面三维轮廓信息的扫描系统。系统采用结构光三维成像方法, 先通过普通白光将光栅投影到被测物体表面, 利用工业相机采集变形光栅图, 再根据变形光栅图像中的灰度值变化, 用傅里叶变换轮廓法解调出三维坐标信息。实验结果表明, 使用傅里叶变换轮廓法重构可获得效果理想的三维点云, 其为三维轮廓扫描提供了实验方法, 同时也为提高点云精度提供参考。

为了对钢轨厂生产的成品钢轨外表面轮廓进行全面的检测,设计了一种非接触式钢轨轮廓检测系统。该系统基于激光轮廓仪和高精度位移传感器采集到的钢轨轮廓数据,使用弦测法及移动平均平滑滤波计算钢轨的平直度,使用共面法计算钢轨扭曲度,完成钢轨轮廓数据的检测。试验表明,系统测量的标准差为20 μm以内,与标准测量方法所得结果对比误差均在合理范围内,该系统能够准确且稳定地完成对钢轨平直度和扭曲度的测量。

量子博弈是量子信息学最近兴起的又一分支。杜江峰等在研究连续变量量子博弈中，利用了双模压缩态实现量子纠缠并产生优于经典的结果。我们在此基础上对于有任意多个参与者并且策略为连续的量子博弈做了研究。通过利用一多模光场，该光场是由各个光模之间两两互相纠缠形成的。利用这个方案上述结论可以推广至任意多个参与者。并且，随着纠缠度的增加他们的总收益也增加，当每一对双模光场达到最大纠缠时，他们的总收益亦将最大。