设计并实现了一种基于FPGA和多光电鼠标的高精度机器人里程计。多个PS／2光电鼠标传感器测量位移数据。利用FPGA解析PS／2协议并完成数据融合，得出高精度机器人里程计结果。针对传统Luo一致性数据融合算法的缺陷进行改进，并通过归一化特征值加权法得到每个传感器测量值被系统综合支持的程度，完成多传感器测量数据融合。实验结果表明：该数据算法计算步骤固定，方便在FPGA上实现；该里程计在有异常数据干扰情况下，能够达到较高的测量精度。

为能够高效、高精度的获取大型自由曲面物体的形貌，研究了基于通用工业机器人和激光线扫描传感器的测量方法。论述了激光线扫式形貌测量系统的原理与结构，利用标准球及优化算法实现了机器人和激光扫描传感器位姿关系的精确解算，并针对机器人运动学误差对系统测量影响较大，通过对机器人运动学参数的修正有效减小了机器人的绝对定位误差。实验和分析结果表明，经标定和运动学参数校正后的测量系统对标准球的测量能达到较高精度，为采集高精度三维点云提供了保证。

为了运用动态补偿器来修正由传感器系统特性引起的动态误差，提出了一种基于改进粒子群优化（PSO）算法的动态补偿器设计方法，该方法有效的克服了PSO算法的初始值对补偿器系数的影响。为了将获得的最优动态补偿器运用于实时在线测量，将分布式算法引入到动态补偿器的硬件结构设计中，完成了传感器动态补偿器的高速并行FPGA实现。实验表明高速并行动态补偿器不但能够修正传感器的动态误差，而且其高速并行结构极大减少了对FPGA资源的占用率并有效地提高了系统等效吞吐率。

为了解决足球机器人比赛中视觉信息检测问题，给出基于嵌入式多处理器体系结构的视觉系统框架，并研究了一种自适应阈值目标分割方法。该方法将视觉系统采集的图像从YCbCr颜色空间转换为一维颜色映射图像，并提出基于竞争学习的空间映射方法。同时使用小波变换方法来平滑颜色映射空间直方图和降低阈值搜索维数。然后使用基于映射图像直方图动态搜索阈值的方法来分割图像。最后，通过实验表明研究的视觉系统的有效性，能够实时准确地完成视觉处理任务。

采用SOI 硅片，基于MEMS 技术，设计并加工了一种新型三明治结构的硅微谐振式压力传感器，根据传感器敏感单元的结构设计，制定了相应的制备工艺步骤，并且针对湿法深刻蚀过程中谐振 子的刻蚀保护等问题，提出了一种基于氮化硅、氧化硅和氮化硅三层薄膜的保护工艺，实验表明，在采用三层薄膜保护工艺下进行湿法刻蚀10 h 后，谐振子被完全释放，三层薄膜保护工艺对要求采用湿法刻蚀镂空释放可动结构具有较高的实用价值。最后对加工完成的谐振式压力传感器进行了初步的性能测 试，结果表明，在标准大气压力下谐振子的固有频率为9. 932 kHz，品质因数为34。

微结构运动测试技术已成为MEMS测试技术的重要组成部分。由于MEMS器件中微结构的运动频率较高频闪成像法得到了广泛的应用。本文针对静电型MEMS周期运动测试的要求设计并研制了一种基于FPGA的频闪成像和运动激励同步控制系统用于MEMS器件的周期运动激励和微结构高速周期运动过程中清晰图像的获取。实验表明频闪照明的最小脉冲宽度为10 ns运动相位的调整间隔小于3.75°能够满足周期运动频率为1 MHz微结构运动测试的要求。

利用X射线双能量进行物质属性的判别是机场、车站行李安全检查的一项基本技术.未经滤波的单个140KV的X射线源发射的是连续能谱的X射线采用两种不同能谱响应的探测器分别得到高低能量的透射信号.综合考虑连续能谱效应和探测器效率的影响推导出高低能量的线性衰减系数比值的逼近多项式对于固定的射线源和探测器这个多项式的各个系数是不变的.利用这种方法对物质属性进行判别并给出了实验结果.

研究水平剪切波(Shear Horizontal简称Sh波)的传播特性及激励接收方法对该波在无损检测和声弹性技术范围内的工程应用有着重要的价值.首先Sh波在弹性层中传播的多模态、频散特性在文中作了详细的分析同时重点研究了电磁超声技术在非铁磁性材料波导中产生Sh波的探头结构和基础理论并以试验的方法验证了其部分电声特性结果表明Sh板波具有其他类型波所没有的独特特性而电磁超声技术在Sh波的激励接收方面有着很大的优势.

分析了温度漂移对声表面波谐振器(SAWR)及其声表面波振荡器(SAWO)频率特性、以及对SAW加速度计测量准确性的影响,探讨了提高SAW加速度计测量准确度的方法,提出了一种基于浮动零点原理抑制温度共模干扰的双对SAWR加速度计设计方案.本方案不仅通过设置浮动零点SAWR抑制了SAWO频率-温度漂移对SAW加速度计测量准确度的干扰,还在一定程度上降低了对SAWR表面制造工艺的要求.

睡眠呼吸暂停综合征（Sleep Apnea Syndrome，SAS）是一种发病率高，具有潜在危险性的疾病。其分析诊断主要依赖于多参数自动监测仪，其中呼吸参数是重要的检测参数。本文研究了基于温感式检测法的检测原理，分析了传感器的动态特性，探讨了干扰产生的原因，提出了干扰的抑制方法，设计了相关的检测电路和数据采集电路，实现了呼吸参数的检测。