伪装效果评估是伪装技术发展的重要内容。为了充分利用光谱细节信息对目标高光谱伪装效果进行评价，提出了基于光谱指数的伪装效果评估方法，该方法兼具可视化和量化分析的优势。可视化方面，通过光谱指数对高光谱图像进行阈值分割，实现目视解译的伪装效果评估；量化分析方面，以现有的遥感光谱指数为基础，构建新的伪装光谱指数来量化目标与背景的光谱特征，并提出光谱一致性系数指标，将各谱段的光谱指数加权综合进而量化评估目标伪装效果。实验结果表明，该方法的评估结果能够有效辨识目标伪装前后的高光谱伪装效果，且在传统指标相似度达到99%以上时，本文方法仍能有效辨识目标并给出客观评价，其在单个谱段的一致性以及宽谱段的整体匹配性方面评估结果更精准全面，更科学合理。

在近岸场景中，受背景影响，舰船关重部位误检概率高、检测精度低。针对以上问题，提出了一种基于语义特征的舰船关重部位检测网络，并命名为CPDNet（critical part detection network）。通过优化网络结构及引入注意力机制，提升网络的特征表达能力以及对关重部位的感知能力；基于语义信息，设计了语义掩膜模块，以降低背景对检测精度的影响；增加角度参数，使网络适用于具有方向性的目标；构建了舰船关重部位数据集，命名为CP-Ship，以验证所提网络的有效性。在CP-Ship数据集上的实验结果表明：所提网络的平均精度比RetinaNet提高了11.35%，与其他网络模型相比，在检测精度和速度均表现优异。

为有效指导快速反射镜设计，开展了快速反射镜理论建模与仿真分析研究。相比以往单自由度运动模型，该文基于动力学分析，建立了两轴快速反射镜的多自由度运动微分方程，推导出被控对象传递函数和对基座扰动的隔离传递函数；仿真分析了结构谐振频率对被控对象特性的影响，指出转动固有频率较大时，被控对象为欠阻尼系统，传递函数曲线存在谐振峰；建立了包含结构特性的快速反射镜控制系统仿真模型，分析了负载质心偏离柔性铰链支承中心、结构谐振频率等对其扰动隔离性能的影响，指出非工作轴固有频率越大，对扰动隔离性能越好，一般选择在伺服系统增益交界频率2倍以上，工作轴固有频率需权衡扰动隔离性能和电机力矩约束等进行选择。最后结合实物振动试验，验证了仿真模型的正确性。

为满足隐身材料、热防材料和隔热涂层等高温材料涂层的光谱发射率的高精度测量需求，研究了在1 273 K～3 100 K条件下准确测量材料法向光谱发射率的方法。基于发射率定义，建立了材料法向光谱发射率测量模型，并在该基础上研建了光谱范围为0.7 μm～12 μm的材料法向光谱发射率测量装置。为克服测量装置中样品高精度加热时伴随腔体效应的技术难点，研制了具备可移动石墨坩埚的样品加热炉，取得了良好的实验效果。使用发射率测量装置对SiC与低发射率涂层2种样品的法向光谱发射率进行实验测量。结果表明：2种样品的法向光谱发射率均随波长增加而降低，随温度的升高而升高。最后对高温状态下材料法向光谱发射率测量不确定度进行了评定，相对扩展不确定度为3.6%。

DETR（detection transformer）算法是一个基于Transformer的目标检测算法，具有检测速度快、检测效果好的优势。介绍了一种利用DETR算法及双目视觉原理对道路环境下的人、车、自行车、信号灯等目标进行构建的测量系统。分析了双目测距、相机标定、目标检测以及目标匹配的原理，并以此为基础构建了测量系统。利用目标检测算法检测视野中的目标，利用双目视觉原理对检测到的目标进行测距，同时分析了测量系统中测量误差的来源，并计算其对结果的影响。该算法在KITTI数据集及现实环境中进行测试，测量系统基线为45 cm，对15 m～80 m的指定目标检出率高于90.6%，测距误差小于5.8%，在RTX 2080Ti平台上能够实时运行。

提出通过离轴照明系统抑制相干噪声的方案,设计了一种具有抑制相干噪声能力的照明系统。通过Zemax的非序列模式对照明系统进行仿真，得到了厚度为90 μm的离轴环形光斑，验证了此照明系统对相干噪声的抑制能力。将其作为19.05 mm（3/4英寸）Fizeau干涉仪的光源，设置对比实验，光源波长为632 nm，设置圆形噪点尺寸为120 μm~500 μm和尺寸为100 μm×350 μm的划痕。对设计的照明系统进行误差分析，优化照明系统成像质量，调整干涉系统参数，最终在照明光环宽度为42 μm、干涉腔长为15 mm情况下，干涉条纹的对比度提升至97.60%。

设计了一款能实现全天候清晰成像的全景监控摄像光学系统。采用全景环带结构形式，该结构分为摄像头部单元和中继透镜单元两部分，摄像头部单元完成全视场目标搜索，中继透镜单元将头部单元所成的中间虚像进行二次成像汇聚到探测器上。设计时采用多重结构优化方式，实现可见光及近红外双波段成像。该光学系统视场为360°×（40°~100°），焦距为−2.75 mm，F数为3.28。设计结果表明：系统的MTF（modulation transfer function）值在全视场处接近衍射极限，各个视场的弥散斑半径均小于所选CCD像元尺寸，畸变小于2 %，且日夜离焦量小于0.002 mm，该设计结果可满足全天候全景监控需求。

基于CMOS器件的低照度夜视装备隐蔽性好，成本较红外热像装备低，是拓展人眼低照度条件下视觉感知的重要手段，在军事和民用领域都有广泛应用。为满足夜间低照度天候条件下装备维修保障需求，设计了一款大视场低照度夜视头戴目镜光学系统。通过选择合适的光学玻璃材料，在可见/近红外波段均有很好的光谱响应。设计完成的大相对孔径目镜视场角为74.46°，焦距为46 mm，F数为1.2，畸变小于−7.14 %，系统总长小于80 mm，且镜头总质量小于100 g。该目镜在486 nm~950 nm光谱范围内能够满足夜间无照明条件下的维修、训练和场景观察，为低照度夜视头戴系统光学模组研制提供了新的技术手段。

紫外像增强器在电晕检测、战略国防、科学研究等领域具有广泛的应用，但由于与其配合使用的紫外光学镜头可用材料匮乏，存在色差校正困难等问题，难以满足宽光谱应用需求。论文分析了单层衍射元件和双层衍射元件在宽波段紫外光学系统中的适用性，并各设计了一套宽光谱、高分辨率的紫外光学系统。单层衍射紫外光学系统的工作波长范围为230 nm~280 nm，在截止频率60 lp·mm⁻¹处调制传递函数（MTF）值优于0.47；双层衍射紫外光学系统的工作波长范围为200 nm~400 nm，在截止频率60 lp·mm⁻¹处MTF值优于0.49。设计结果表明：衍射元件能够有效校正紫外光谱色差，与现有宽光谱紫外系统相比，该文设计的光学系统为中继成像系统，并且具有更宽的紫外光谱范围与更高的成像分辨率。

箱外光电系统综合检测仪是光电成像系统高低温性能检测装置的重要组成部分，多光谱光学窗口是高低温箱和外置目标模拟器的接口。论文根据应用需求及材料分析结果，选取多光谱ZnS作为光学窗口材料，通过热传导理论对光学窗口组件低温使用状态进行分析，重点分析窗口组件在低温条件下加热对窗口组件面型的影响，并提出了实现微应力装配的结构形式及解决窗口组件在低温条件下结霜结雾的设计方案；通过sigfit对有限元计算结果进行提取、处理以及数据拟合，并通过CODE V分析口径为Φ310 mm窗口组件在使用温度范围内的波像差RMS，分析结果显示优于λ/15，均满足窗口组件的光学性能要求，最后通过实物样机进行了验证。实验结果表明：该多光谱光学窗口组件的结构设计方案既满足多波段使用要求，又满足低温除霜除雾要求，同时保证了高低温条件下的光学性能要求。

变焦光学系统不仅,适用于照相、监控以及显微等日常生活中，还被广泛应用于航空航天及国防建设等领域。随着应用范围的扩大，对其性能指标的要求也越来越多，该文设计了一款15 mm ~300 mm的宽光谱四组元连续变焦光学系统。该系统采用正组补偿结构实现了20^×的光学变焦，工作在450 nm~900 nm光谱范围，工作温度范围为−40 ℃~60 ℃；采用了18片球面玻璃镜片，总长160 mm，最大口径66 mm，长焦F数优于5，系统结构紧凑，满足小型化要求。系统在可见光波段，中心视场的调制传递函数（modulation transfer function, MTF）>0.4@145 lp/mm，全视场MTF>0.2@145 lp/mm；在近红外波段，中心视场MTF>0.45@60 lp/mm，全视场MTF>0.2@60 lp/mm。从设计结果可以看出，该设计满足高性能指标要求，对于宽光谱、大变倍比、小型化的变焦光学系统设计具有一定的参考意义。