针对轮胎圆度误差检测中需要消除偏心误差和表面形貌特征影响的问题，设计了一种基于激光三角法的轮胎圆度误差嵌入式检测系统。采用改良过的反向法误差分离技术采集轮胎轮廓信息并消除偏心误差；依据轮胎表面橡胶须和凹陷花纹的特点，设计了滤波和拟合算法消除其对检测结果的影响；应用最小二乘法评定轮胎圆度误差。对子午线轮胎大、小花纹表面的检测实验表明，系统可以有效消除偏心误差和轮胎表面特征的影响并完成轮胎圆度误差的检测。

本文采用HR4000CG-UV-NIR光纤光谱仪和NI-PCB压力传感器测量了水下等离子体声源脉冲放电光谱和强声波的压力幅值,分析了声与光之间的能量转换关系,并重点观察了不同放电参数对光谱特征的影响。实验结果表明,等离子体声源脉冲放电光谱为连续谱,能量主要集中在500 nm左右的谱段;放电产生的光能量和声波能量相互竞争,具有此消彼长的关系;提高放电电压,减小电极间隙距离可以提高光的辐射强度和半峰值谱宽度;增大电极间隙距离,将使发光能量向远紫外区移动;更换电极材料将明显改变光的谱分布和强度变化。

本文针对数码视频相机的噪声大，主体位置不确定性及实时性要求高等特点，详细讨论了传统自动对焦算法的缺陷并提出了一种新的自动对焦算法。该算法采用一种新的可有效抑制高频噪声的对焦量函数一一高斯一阶导数（FDOG）来正确评价图像对焦趋势；支持最近主体优先的感兴趣区域自动选择，使得系统可以自动找到主体所在位置进行对焦；结合爬山法，二叉搜索和插值拟合进行对焦搜索，相比传统的两段爬山法，搜索效率提氩了40％；通过对聚焦后的图像进行监视，支持视频模式下的动态自动对焦。该算法在一个数码视频相机平台上实现，实验结果验证了算法的优点，适用于高性能数码视频相机。

研究了基于主成分分析的多通道光谱图像获取硬件系统即多光谱相机的灵敏度优化问题。利用多维向量空间理论和主成分分析法，系统讨论了多光谱获取系统优化灵敏度的理论和方法。提出灵敏度优化向量的概念，将滤光片透过率优化和光源辐射谱优化两种方法统一起来。利用四种灵敏度优化向量进行了仿真试验，并给出了在主成分分析算法下的实验仿真结果。结论是：多光谱系统灵敏度优化向量的正交化设计是系统光谱图像获取的必要要求；窄带灵敏度中，交叠的灵敏度优化向量具有更好的光谱反射率信息获取能力；在有限数目的宽带滤色片中，挑选滤色片透过率向量可以得到较好的多光谱相机的灵敏度向量。

本文阐述了动态光散射测量的基本原理，尝试性地利用动态光散射技术进行了气体中烟气颗粒的粒径测量。利用Brookhaven公司的BI-9000相关器搭建测量平台，探索了动态光散射技术在气体中测量烟气颗粒粒径的方法，分析了在测量中遇到的关键问题，如烟气颗粒浓度、颗粒吸附作用等，并初步提出解决问题的方案。本文先后对两种不同的烟草样本进行实验，两组测量数据表现出明显的差异，同组数据在一定范围内波动，说明了动态光散射在烟气颗粒测量中有一定的应用潜力。

根据会聚光路中使用的Offner补偿器和平行光路中使用的两片式补偿器的要求,设计出了四个针对F/1.3抛物面的补偿器,并从剩余波像差、公差要求、加工工艺性、装调等方面对它们的性能做出比较,确定了三个可用于实际补偿检验的设计结果,其剩余波像差均小于λ/35.所述补偿器的设计方法和要求具有普遍性,设计结果也可用于同类型主镜补偿器的设计.

分析了系统杂散光的来源，得出非成像光束对系统影响较大、平板玻璃窗产生的鬼像不容忽视的结论。针对传统作图法设计遮光罩的针对性不强，且追迹不同入射角的光线繁琐、容易遗漏的问题，本文提出一种逆向追迹法，依据光的可逆性，在像面处设置点阵面光源，每一点都发出充满系统孔径的光束，在物面设置足够大的探测面，使之有充足的余量记录所有到达物方的光线，利用该方法可以在探测面上直观地区分出非成像杂散光。有针对性地设计了具有特殊要求的内外遮光罩，并对遮光效果进行了软件模拟。

分析影响正弦相位调制半导体激光干涉仪测量精度和系统分辨力的因素,提出了用分布布拉格反射半导体激光器DBR LD实现高分辨力亚纳米精度测量的方案.理论计算表明,DBR LD的波长连续调制深度比F-P腔LD高一个量级.指出由于DBR LD的特殊结构可通过简单的反馈回路稳定输出光功率,有效地避免了光强波动对测量精度提高的限制.

为了检测经过光学系统成像所得图像的边缘,在直线拟合方法的基础上提出了一种新的边缘检测方法.该方法综合考虑边缘过渡区间所有点的信息,利用直线拟合方法求出一组可能的边缘值,再选择它们的中值作为最终的边缘值.基于该方法的采集系统由线阵CCD采集边缘的灰度图像,使用单片机来处理数据,并计算出边缘的位置.实验结果表明,这种改进方法的重复性误差为0.89个像素,而且能够在0.039s内完成一次边缘检测计算.

在轻敲模式AFM中,利用DMT模型与光探针点衍射理论结合来检测微探针的振动,并对振动信号进行频率域分析,通过检测和控制信号中高次谐波分量使针尖-样品间撞击力保持恒定.测试实验表明,该系统具有结构简单、可测不同材料的样品和对软质材料样品损伤小的优点,其测量重复性可达1%,分辩力可达1～5nm.