基于机器视觉的微小特征定位是精密自动化装配的关键环节，外界干扰和零件本身差异等容易引起视觉引导错误，影响装配成功率，因此提出一种由粗定位与精定位两步组成的复合定位方法。首先通过基于卷积神经网络的目标框检测算法提取感兴趣区域实现粗定位，在此基础上通过轮廓几何特征配准的方式实现零件精定位，算法中还采用自动标注辅助的动态学习机制解决不同批次零件间差异导致定位失败率较高的问题。在自研的装配设备上对该方法进行测试，分析了亮度、离焦和位姿变化对视觉定位算法鲁棒性的影响，并进行了定位精度及小批量装配实验测试。结果表明：本文方法在多种干扰下的装配成功率达到97%，视觉定位的绝对精度与重复精度均优于2 μm，装配精度优于10 μm，能够满足精密微装配对定位算法精度与稳定性的要求。

微胶连中胶膜厚度和填充度对粘接强度和连接蠕变影响显著，为此，本文研究了微量高黏液态胶挤压成膜的工艺过程：选择典型微小圆片组为胶连对象，建立了描述微胶连流动的计算仿真模型和描述填充度的占空比指标，根据计算结果初步确定了分配胶量和胶滴数量等工艺参数，研制了精密微胶连装配设备，选择环氧树脂胶为样品进行微胶连实验和分析。研究结果表明：在本文实验条件下，挤压成膜的胶液占空比随着胶滴数的增加而增加，但最终趋向稳定在~91.8%；此外，挤压成形的胶膜厚度与挤压力呈近似线性关系，并且这一关系受胶滴数影响较小，当挤压力达到7.92 N，成膜厚度~25 μm。研究对提高微胶连工艺可控性和胶膜质量有借鉴意义。

悬丝摆式加速度计具有小型化、大量程和抗冲击的特点，在航空航天领域得到广泛的应用。其底座与摆组件的精密装配，目前仍以人工装配为主，具有装配精度差、悬丝张紧力不易控制，人工焊接时焊接参数难以保证、焊点质量不佳等问题，导致产品的良品率较低。为此，研发了一套悬丝摆式加速度计底座组件自动装配与焊接设备。根据零件特点与装配环境，采用视觉与力觉反馈控制，实现底座与摆组件位姿和悬丝张紧力的自动调整。基于C++语言，开发了分层架构的控制软件。设计温度反馈控制的焊接工艺流程与焊接策略，并通过有限元仿真与焊接实验进行验证。实验结果表明：该设备可实现自动装配与焊接功能，底座组件的装配精度与焊接质量符合技术指标要求，提高了产品质量。

遥感图像在成像过程中，容易受到云层和雾霾天气的影响，形成带雾图像；同时在下传时，会受到多种因素影响（如发送接收误码、电离层和对流层的随机变化对信号形成扰动等），使图像信息丢失或掺杂噪声。本文针对信息丢失的带雾单色遥感图像，提出了基于矩阵复原和暗通道理论的单色遥感图像去雾算法，通过基于交替方向乘子法（Alternating Direction Method of Multipliers，ADMM）的矩阵复原算法与传统暗通道理论相结合，有效实现了信息丢失下的遥感雾图复原。通过主观评价和客观评价相结合的方式，将本文算法与经典算法对比。结果表明，本文算法得到的结果在直观视觉上效果更好，且相对于信息丢失30%的雾图，6个场景的平均信息熵提升1.665 2，平均峰值信噪比提升11.702 9，平均结构相似性提升0.814 6，客观评价指标结果优异。进一步在不同比例信息丢失情况下进行实验，结果表明，即使在信息大量丢失的情况下，依然能够得到清晰的复原去雾图像。

为了实现微小磁性零件装配设备的精密装配任务，弥补加工误差和安装误差带来的系统精度损失，提出了一套自动标定及误差补偿方法。依照设备布置形式建立了不同模块的坐标系，提取影响装配精度的全部误差参数。根据导轨的位置关系建立了模块之间的运动转换模型，进而推导出基于装配任务的误差补偿模型。以设备中的机器视觉系统作为测量工具，同时设计专用标定板。通过观察各模块运动前后特征点的坐标变化对误差参数进行测量和辨识，并使用粒子群算法对参数进行了全局优化。基于开发的自动标定软件，在装配区域进行了标定和验证实验。实验结果表明，补偿后的系统开环控制精度在6 μm以内，满足设备的装配精度需求。该方法为微小零件装配设备提供了自动化、高精度和高效率的标定方案。

针对批量精密装配中装配状态不同导致特征定位错误使流程中断进而影响装配效率的问题，提出一种融合方向梯度直方图特征和局部二值模式特征的支持向量机模型，并采用金字塔搜索策略提高识别效率，实现显微特征定位。在自行研制的精密自动装配设备上进行性能验证和应用测试，采集不同特征进行支持向量机的训练，研究纹理和光照等干扰因素对定位稳定性和精度的影响，并进行定位精度实验及某组件批量装配实验。结果表明：本方法能够提取目标特征位置并实现准确定位，在多种条件下均具有良好的单峰性和重复精度，识别准确率达到98%，定位精度优于4 μm，装配精度优于7 μm。该方法能够满足实际批量生产中不同装配条件下的定位需求，为自动化精密装配定位提供了有效的解决方案。

木卫一等离子体环是木星磁层中密度最大、研究最广泛的区域。为满足木卫一等离子体环的观测需求，设计了一种用于行星大气光谱望远镜（Planetary Atmospheric Spectral telescope， PAST）的Lyot星冕仪。根据木星的辐射特性与PAST参数确定仪器参数，给出Lyot星冕仪的初始结构并进行优化；分析了Lyot星冕仪的成像性能，系统在37 lp/mm的MTF>0.6，满足成像质量要求；确定系统杂散光成因，利用物像共轭关系设计相应的杂散光抑制结构，在千级超净间对Lyot星冕仪进行杂散光抑制水平检测。实验结果表明：系统主要杂散光得到了有效抑制，系统的杂散光抑制水平在2.5Rj处为10-5量级，满足地基观测木卫一等离子体环要求。