针对7075-T6铝合金10 mm中厚板开展了激光扫描焊试验和模拟研究，通过X射线无损检测以及熔池流动模拟，探究激光扫描焊接对焊缝气孔的抑制规律。试验结果表明，随着扫描频率和扫描振幅的增加，焊缝气孔率有降低趋势。分析不同扫描频率下的模拟结果发现，高频扫描下由于匙孔叠加会产生“大匙孔”结构，此结构相较低频扫描下的细长匙孔来说更加稳定，更不容易坍塌形成气泡；同时光束扫描增加了熔池宽度，增大了气泡逸出的概率。分析不同扫描振幅下的模拟结果发现，大振幅显著降低了匙孔的深度，从而降低了匙孔的深宽比，增强了匙孔的稳定性；同时增大振幅进一步扩大了熔池的宽度，增大了气泡逸出概率，进而降低了焊缝中的气孔率。

在增材制造技术的快速发展和绿色可持续发展的共同作用下，增材修复技术在我国工业的各个领域发展迅速，同时国家也出台相关政策大力支持增材技术的发展，增材修复技术随着众多学者的大量研究已经日趋成熟并快速发展，具有广泛的应用前景。介绍了目前增材修复主要应用的关键技术，以及增材修复技术在航空航天航海领域、**领域、以及工程机械领域等方面的应用现状，提出了增材修复应用技术现阶段所面临的问题，最后对增材修复技术未来的发展方向进行了展望和建议。

激光对碳纤维复合材料的孔加工在近些年得到了大量的研究，然而大部分都是切孔类的加工，在高质量盲孔加工方面的研究报道较少。利用自研旋切系统结合飞秒激光开展盲孔加工工艺研究，通过光束偏转系统和一组透镜实现光束偏转和平移，最终得到光束倾斜聚焦的效果，可避免由于高斯光束聚焦特性而产生的加工锥度。通过此装置，对碳纤维复合材料进行了0.3 mm孔径盲孔加工的研究，探讨了各工艺参数对加工结果的影响规律，并得到了优化参数，获得了较好的0.15 mm深平底直盲孔的加工效果。在此基础上，进一步探究了对异形底面盲孔的加工，通过逐层加工方式最终得到了截面直径为0.3 mm的半圆状盲孔加工效果。孔整体加工质量良好，热影响区小于5 μm。

为了优化DP800车用高强钢复合焊接的焊缝成形和工艺参数，基于响应面法建立了激光-电弧复合焊接主要工艺参数与焊缝特征参数之间的数学模型，并进行了方差分析。以特定熔深和最小化熔宽为目标，对激光功率、焊接电流、焊接速度进行了优化，得到最优工艺参数，并进行了试验验证。研究结果表明：激光功率和焊接电流与焊缝熔深呈正相关，焊接速度与焊缝熔深呈负相关；随着焊接电流的增加或焊接速度的降低，焊缝熔宽逐渐增大，激光功率几乎不对熔宽产生影响。在最优工艺参数下通过试验验证了模型的准确性，熔深和熔宽的误差率均在5%以内。

工业桥式起重机的有线通信方式会增加人工成本，后期维护相对困难，为此提出一种基于PLC的激光无线通信系统设计方案。系统硬件部分由激光传感信息获取层、信息传输层以及信息融合输出层构成，激光传感器获取数据信息，经ZigBee通信技术完成传输，在信息融合模块内实现数据融合；系统软件部分由PLC模块、激光传感器路由节点模块和信息融合模块构成。PLC模块接收外部信号，确定信号状态信息；路由节点模块记载传感器数据的地址信息；凭借BP神经网络算法去除冗余数据，压缩数据量，使传感器信息得到理想的融合结果。通过对系统性能测试，结果表明，所提系统通信误码率较低，通信延迟和通信开销较小，可以实现高效、快速的激光通信传输。

针对厚度为(2.0+1.5) mm扩散连接成形后的TC4钛合金的焊接技术，开展了激光焊接和TIG填丝焊接的工艺研究。对两种焊接方法的接头均进行了焊后650 ℃热处理去应力，分析了各方法接头的微观组织，测试了接头的力学性能，结果显示：采用适当的工艺，两种焊接方法均可得到成形良好的接头；相较于氩弧焊接，激光焊接接头组织的晶粒更小，α′相更多；激光焊接剪切强度及平行于焊缝的拉伸性能高于氩弧焊接，但弯曲强度及垂直于焊缝的拉伸性能低于氩弧焊接。

采用10 000 W光纤激光器开展磁场辅助激光摆动焊接10 mm厚6061-T6铝合金的工艺试验。利用超景深显微镜和扫描电子显微镜(SEM)分析焊缝截面的宏观形貌和微观组织形貌。观察到在磁场辅助激光摆动焊接的作用下，焊接接头的下塌、飞溅和凹坑等缺陷得到了明显抑制。进而通过高速摄像机对焊接过程中熔池和小孔的行为特征进行了直接观测，观察到磁场有稳定磁场流动的作用。然后进行了X射线探伤测试了焊缝的气孔率，200 mT磁场辅助激光摆动焊接的气孔率最小，能达到0.856%。最后进行了拉伸性能测试，磁场辅助激光摆动焊接的拉伸强度最高能达到318.85 MPa。

为研究选区激光熔化成形过程中热累积效应对0°和90°两种构建方向性能的影响，在ANSYS模拟熔池尺寸和热累积效应的基础上，通过试验分析0°和90°两种构建方向的熔池尺寸、致密度、XRD、微观组织和力学性能的差异。结果表明，在相同体能量密度条件下，垂直构建成形件的热累积效应要高于水平构建成形件，使其熔池尺寸和γ相含量高于水平构建成形，进而使两种构建方向成形件致密度和力学性能产生差异；同时，由于热累积效应的影响，垂直构建成形件的γ相含量随成形高度的变化而变化。

对TC4钛合金激光增材修复试样进行不同方向的组织、显微硬度及室温拉伸性能分析。结果表明：激光增材修复区为典型的网篮组织，增材高度方向增材区为细密的网篮组织，倾斜方向增材区的网篮组织内包含部分等轴α相，扫描方向试样由于热量累积少，散热快，且靠近结合区，由大量细长α板条以及部分针状α′组成。增材区显微硬度以扫描方向试样为最大，约为345 HV，比增材高度方向和倾斜方向试样高出4.1%；扫描方向试样结合区的显微硬度最高，达到362 HV。不同方向试样室温拉伸性能存在各向异性，扫描方向试样抗拉强度高，塑性略低，增材高度方向和倾斜方向试样抗拉强度低，塑性略高。断口均表现出韧性断裂。

选择内燃机用Ti2AlNb锻造试样作为测试材料，对其实施送粉激光增材处理并测试不同激光能量密度下的熔覆组织特性，分析试样结合区的力学特性变化。研究结果表明：线能量密度为100 J/mm时，下部基材区形成与锻态基材同样的组织结构；顶部区域中存在对沉积层形成穿透的β柱状晶。下部区域存在等轴形态与片层状两种α相；中部包含了等轴与片层状α相，β相内还存在次生α相，该相数量随线能量密度提高而增长；上部结合区中形成魏氏组织，在β晶粒中存在α片层组织。提高线能量密度后，试样拉伸强度与屈服强度减小，而延伸率变大。线能量密度为100 J/mm时，形成力学性能最优的结合区组织，获得最大拉伸与屈服强度。试样拉伸断口存在剪切唇以及韧窝形貌，发生了韧性断裂。

为了提高SLM成形Al-12Si合金的综合性能，通过气雾处理方式加入Er、Zr元素后进行SLM制备Al-12Si-(Er-Zr)合金。通过试验测试手段研究其微观结构、物理力学特性等指标，深入分析Er与Zr元素在Al-12Si-(Er-Zr)合金SLM加工过程中的强化作用机制。研究结果表明：在能量密度达到57.5 J/mm3时，合金获得99.2%的最高相对密度。SLM制备Al-12Si-(Er-Zr)合金中存在灰色Al与白色共晶Si组织，呈网状分布形态特征，Er、Zr元素可以对Al-12Si-(Er-Zr)合金起到明显晶粒细化的效果。与Al-12Si合金相比，SLM制备Al-12Si-(Er-Zr)合金硬度增大了26.1%，合金拉伸强度增大20%，屈服强度增大27%，伸长率变化不明显。SLM制备Al-12Si-(Er-Zr)合金晶粒都达到较大的Schmid因子，含有更多的高Taylor因子，更高比例Brass冷轧织构和Copper拉伸织构，使Al-12Si-(Er-Zr)合金获得更高的力学强度。

为了提高激光雷达点云去噪效果，提出不同尺度算法。首先采用均值法删除激光雷达点云数据的重复点；其次对噪声点进行判断；再次对偏离主体点云较远的大尺度噪声动态设置距离阈值，初始时设置较小的距离进行噪声点的大范围删除，再逐渐增加距离值，小范围删除噪声点；最后采用改进双边滤波算法处理与主体点云混在一起的小尺度噪声点，使数据点向法向方向聚集，不断调整采样点的位置及坐标，移动采样点的位置至修正后的位置，从而达到光顺去噪。实验显示，所提算法能够保持扫描目标点云数据的整体与局部特征，信噪比指标均值为17.56 dB，均方根误差指标均值为0.34，平滑度指标均值为0.21，优于其他算法。

针对现有树干分割受到枝叶遮挡以及噪声影响导致精度不高的问题，提出了一种根据点云法向量的分层树干分割方法。首先对树干进行嵌套处理，在保留完整树干的同时去除下垂枝叶；其次对树干进行分层处理，并对每一层点云进行统计滤波；最后计算每层点云的法向量，根据其统计特征计算正确的分割高度。以银杏、水杉和柳树三种树木为研究对象进行实验，结果得到决定系数分别为0.974、0.934、0.922，均方根误差分别为0.070 m、0.075 m、0.132 m，说明所提方法具有较高的分割精度，能够为树木结构参数的准确提取提供技术支撑。

回环检测是同时定位与制图(SLAM)中一个重要且具有挑战性的问题。目前多数研究集中在视觉位置识别上，即通过外观来识别是否位置重复。为此，提出一种基于全局描述符的环路激光SLAM检测算法。利用全局描述符来提高回环检测的效率，使用相似度评分来计算两个扫描上下文之间的距离，并利用两阶段搜索算法来有效地检测回环。在公开数据集KITTI上测试，对算法进行评价。该算法与现有的LeGO-LOAM算法相比，表现出了更好的效果。

采用目前方法进行脉冲激光测距时，无法消除正弦函数产生的时间累积误差，存在重构精度低和测距误差大的问题。提出ARM嵌入式支持下高精度脉冲激光测距研究方法，该方法在脉冲激光测距中引入ARM嵌入式高速核处理器，进行多帧相关检测、自适应门限检测和滤波降噪，并通过多点平均法消除脉冲激光测距过程中存在的时间累积误差，在此基础上通过差频测相方式提高脉冲激光测距的精度。实验结果表明，所提方法的重构精度高、测距误差小。

采用某品牌道路综合检测车的车载式激光路面平整度检测系统，通过试验研究发现连续纵坡和小半径圆曲线路段下的纵断面相对高程及相应的国际平整度指数IRI测试结果存在异常波动。主要原因是检测车在连续上坡阶段车身姿态表现为后仰，连续下坡阶段车身姿态表现为俯冲，左转弯时车身姿态表现为右倾，右转弯时车身姿态表现为左倾，车身的俯仰和侧倾姿态会协同激光测距传感器产生偏移，导致输出的断面高程数据异常，国际平整度指数IRI测试结果失真。试验研究结果表明，基于激光测距及单轴加速度惯性修正技术的车载式激光路面平整度检测系统对于低等级公路复杂线形路段存在不适用性，其相应的激光测距修正技术尚待进一步研究。