为了在实现照度仪密封的同时检测光能量,设计光电探测器光学保护罩.确定光学PMMA和空心半球形分别作为保护罩的材料和结构.运用光学基本原理和几何知识建立保护罩对探测器造成的方向性误差的数学模型,通过仿真得出保护罩的误差影响可以忽略的结论,进而以实验验证了结论的正确性.为保护罩的开发和误差分析提供了理论基础.

研究了一种基于光纤准白光干涉技术的大量程绝对测距系统.该系统利用200mm的短扫描导轨,可以实现10m以上的测量范围,测量精度为1μm,重复性优于10-5.系统首次引入光开关器件用于量程倍增.论述了系统的基本原理和量程倍增系统,并给出了相应的实验结论.

针对水听器阵列中多个传感器采集信号的同步问题,提出了一种适合于水听器阵列结构特点的高精度同步方法。该方法采用两级同步的方式：首先运用锁相环技术,保证同一个节点内多个传感器之间的同步采集;然后采用传输延时补偿的方法来补偿不同节点间的传输延时所引起的同步误差,实现节点之间的高精度同步采集。建立了一个实验系统：它由一个主节点和两个从节点组成。测试结果表明,同一节点内的同步采集误差不大于5 ns,不同节点间的同步采集误差不大于10 ns。对样机系统进行了进一步测试,测试结果与实验系统的测试结果一致。测试结果表明,该方法能实现水听器阵列多传感器间的高精度同步采集。

根据多阵元拖缆勘探系统中水声数据传输的特点，设计了一种基于LVDS (Low-VoltageDifferential Signaling) 技术的流水线型数据传输系统。通过8B10B 编码方式保证了数据传输时的直流均衡;利用“点名帧”的方法实现了对传输包包号的动态设置;采用预加重和均衡技术解决了LVDS信号远距离传输的问题，并克服了传统系统采用光纤传输时机械强度差、断线修复难等缺点。 经测试，系统在100m传输线长、192 Mb/s 数据率下工作稳定、可靠，实验结果证明了方案的可行性。

文中以透视投影变换为依据，为基于两台经纬仪形成的一种非接触式光学柔性三坐标测量系统提出一全新的数学模型。该模型的提出不仅大大减少了系统定标的人为调整过程，即无需互瞄和精确调水平，使得定标操作简单，精度高；而且使系统的建立更为随意，灵活，增强了非接触式光学柔性三坐标测量系统的应用价值，实验证明了所提出数学模型的正确性，并获得０．０５ｍｍ的空间精度。

本文提出一种新型的光纤干涉测距系统，可以测量1m以上的绝对距离。整个系统采用两部分干涉结构，分别对目标进行定位、光程调谐以及对距离的测量，并通过引入已精确标定的光纤进行光程倍增以扩大系统的动态范围。文中论述了系统的基本测量原理及其数字化定位信号处理系统，并给出此定位信号处理系统的实验结果。

提出一种将目标定位过程和测量过程分开的绝对距离测量系统。系统引入光纤干涉方法提高了其柔性和抗干扰性能，并利用已精确标定的光纤组实现了量程的倍增，扩大了系统的测量范围。文中论述了系统的基本原理和数字化定位信号处理系统，并给出了相应的实验结果。

机器视觉应用于工业检测时,传送带的振动会引起被测物采集图像的离焦模糊,导致特征信息丢失,引起检测的漏判误判。而根据光学系统的景深理论,检测系统满足一定参数条件时,物点在一定物空间范围内依然可以在理想像面成清晰像。本文对这一问题进行了研究,结合理想光学系统的成像模型、景深模型、以及视觉检测系统的相机参数等,对视觉检测系统中相机的景深问题进行了数学模型的建立,并通过实验验证了模型的有效性。模型的建立可为实际应用中调整振动现象对成像的影响提供依据。

本文设计了一套智能无损检测系统以实现对钢板表面缺陷的在线检测．检测系统由新型LED光源，明暗域结合成像光学系统、高速高分辨率线阵CCD器件、FPGA嵌入式处理系统和缺陷自动分类子系统等组成．系统对钢板表面的气泡、夹杂、结疤、划伤和压痕等主要缺陷进行无损检测，并基于Bayes决策理论，实现缺陷的自动分类功能．本系统在实验室检测指标为：宽度最大为1800mm，运行速度不大于1．5m／s，振动幅度小于1mm，横纵向检测分辨率为0．8mm×0．8mm，尺寸检测误差不大于1mm.

为了全面科学地评估钢板表面质量,有效地控制生产流程,设计了一套智能无损检测系统来实现对钢板表面缺陷的在线检测.基于模块化设计思想,检测系统由新型LED光源、明暗域结合成像光学系统、高速高分辨率线阵CCD传感器件、FPGA嵌入式处理系统和友好的人机接口组成.检测钢板宽度最大为1800 mm,运行速度不大于1.5 m/s,振动幅度小于1 mm,要求所达到的横纵向检测分辨率为0.8 mm×0.8 mm,缺陷尺寸检测误差不大于1 mm.系统对钢板表面的气泡、夹杂、结疤、划伤和压痕等主要缺陷进行无损检测,能够实现缺陷自动分类,对缺陷数据自动存档、屏幕显示、打印、存储和报警功能.样机系统在硬件和软件上易于升级,并可扩展到其他相关领域.