本书聚焦光学测量领域，深入研究多模态、多手段组合测量技术及其应用，将实际工程应用中的组合测量原理与丰富的试验经验加以提炼整合。本书以光学设备的组合测量技术为核心研究对象，构建“理论-方法-应用”的完整知识体系：从技术演进视角，建立组合测量的理论框架，提出组合测量系统设计优化方法论；结合典型组合测量的实际工程验证，分别对多波段多光合一光学成像设计、光学与雷达的异构融合及信息互补机制、光学与事件相机组合测量等进行系统性介绍，为复杂场景下的多模态信息融合测量与感知提供从原理到工程的全链条解决方案。

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1997.9~2001.7 沈阳航空工业学院 计算机科学与工程 学士 2001.9~2004.3 中国科学院西安光学精密机械研究所 信号与信息系统 硕士 2004.3~2007.7 中国科学院西安光学精密机械研究所 光学工程 博士 2007.7~2009.7 中国科学院西安光学精密机械研究所 副研究员 2009.7~2013.11 中国科学院西安光学精密机械研究所 副主任 2013.11~2016.10 中国科学院西安光学精密机械研究所 主任 2016.10~2018.10 中国科学院西安光学精密机械研究所 所长助理、主任 发表论文 12 篇，其中SCI检索 8 篇，EI检索 3 篇，其他核心期刊检索 1 篇。 1.W. Hao, K. Zhang, Z. Zhan. Study on correlation-tracking method based on edge detection in long-wave infrared image. Chinese Optics Letters[J]. 2012, 10,s21005. 2. Wang, DJ; Hao, W; Tian, YY; Xu, WH; Tian, Y; Cheng, HH; Chen, SM; Zhang, N; Zhu, WH; Su, XQ. Enhancing the spatial resolution of time-of-flight based non-line-of-sight imaging via instrument response function deconvolution [J]. OPTICS EXPRESS,2024(32):12303-12317.2023年入选国家科技创新领军人才

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 光学测量技术的地位与作用 1
1.1.1 光学测量技术的地位 1
1.1.2 光学测量技术的作用 2
1.2 单一测量的局限性与组合测量的必要性 3
1.2.1 单一测量的局限性 3
1.2.2 组合测量的必要性 4
1.2.3 预期效果分析 5
1.3 组合测量技术的定义、内涵与发展历程 6
1.3.1 组合测量技术的定义与内涵 6
1.3.2 光学设备组合测量技术的发展历程 8
1.4 本书的结构与内容安排 9
参考文献 10
第2章 光学测量基础 11
2.1 基本光学原理与物理量 11
2.1.1 几何光学基本定律与成像 11
2.1.2 光度学与色度学基础 12
2.1.3 光与物质的相互作用 16
2.2 典型光学测量设备 18
2.2.1 成像类光学测量设备 19
2.2.2 测距类光学测量设备 24
2.2.3 光谱类光学测量设备 28
2.2.4 特征类光学测量设备 33
2.3 测量误差与不确定度分析基础 48
2.3.1 基本概念与重要性 48
2.3.2 误差与不确定度的区别 48
2.3.3 光学测量中的主要误差来源 49
2.3.4 不确定度的评估与表示 50
2.3.5 减小误差与不确定度的通用方法 51
参考文献 51
第3章 组合测量系统的设计与优化 53
3.1 设计原则与系统架构 53
3.1.1 设计原则 53
3.1.2 系统架构 55
3.2 组合测量关键环节 56
3.2.1 系统标定与统一坐标系建立 56
3.2.2 多传感器数据融合 56
3.2.3 时间同步 57
3.2.4 测量精度、测量速度与测量成本的权衡 57
3.3 优化设计方法及应用实例 60
3.3.1 任务驱动的传感器造型与布局优化 60
3.3.2 数据处理算法优化 60
3.3.3 系统性能评估与不确定性分析 60
3.3.4 系统性能评估与验证方法 61
3.3.5 系统集成与工程化考虑 64
3.3.6 典型应用实例 67
参考文献 68
第4章 多波段光学组合成像技术 69
4.1 多光合一光学测量原理与系统组成 69
4.1.1 多光合一光学测量背景与应用 70
4.1.2 多光合一光学测量系统的光学原理及组成 71
4.1.3 多光合一光学测量系统的测量原理 73
4.1.4 多光合一光学测量系统的核心优势 75
4.1.5 小结 76
4.2 多光合一光学成像技术与设计 76
4.2.1 多光合一光学测量系统的设计原则 76
4.2.2 多光合一光学测量系统的结构形式及分光方式 78
4.2.3 多光合一光学测量系统的设计案例 82
4.3 杂散光抑制技术与设计 110
4.3.1 杂散光分析流程与关键技术 110
4.3.2 杂散辐射传输理论与模型建立 112
4.3.3 杂散光抑制方案制订 125
4.3.4 杂散光抑制效果仿真分析 128
4.3.5 杂散光测试及评估方法 133
4.4 多波段光学组合成像系统典型应用 136
4.4.1 典型应用和优势 136
4.4.2 典型技术组合模式 137
4.4.3 小结 138
参考文献 138
第5章 光学与雷达的组合测量 140
5.1 系统构成与工作原理 141
5.1.1 激光雷达主动成像测量系统 141
5.1.2 光学与激光雷达组合测量系统 147
5.2 基于激光雷达的主动测量技术 150
5.2.1 激光雷达主动测量技术特点 151
5.2.2 激光雷达主动测量方法分析 152
5.2.3 激光点云三维坐标解算技术 158
5.2.4 激光点云数据预处理技术 160
5.2.5 激光雷达目标点云快速提取技术 163
5.2.6 火箭段点云拟合及中轴线提取技术 171
5.2.7 基于激光雷达的火箭漂移量测量技术 180
5.2.8 基于激光雷达的火箭姿态测量技术 183
5.2.9 基于激光雷达的火箭融合轨迹测量技术 184
5.2.10 基于激光雷达的火箭起飞段主动测量工程案例 190
5.3 激光雷达与成像相机融合测量技术 192
5.3.1 激光雷达与成像相机的标定原理 193
5.3.2 激光雷达与成像相机的标定过程 197
5.3.3 激光雷达与成像相机标定的发射场应用案例 202
5.4 基于激光雷达的三维场景重建技术 204
5.4.1 多站点单视角三维重建技术 204
5.4.2 单站点多视角三维重建技术 209
5.5 光学与无线电雷达的融合测量技术 214
5.5.1 无线电雷达搜索系统 214
5.5.2 光学与无线电雷达的融合测量方法 220
参考文献 226
第6章 光学与事件相机的组合测量 229
6.1 目标特性及概念内涵 229
6.2 事件相机探测技术 230
6.2.1 生物视觉模型 230
6.2.2 像素单元及其成像原理 231
6.2.3 事件相机芯片架构及事件信号编码 232
6.2.4 事件相机性能指标 234
6.3 可见光与事件相机组合探测技术 236
6.3.1 可见光探测技术原理 236
6.3.2 光电转换机理 236
6.3.3 像素结构与采样读出 236
6.3.4 动态范围与曝光控制 236
6.3.5 快门机制与高速场景限制 237
6.3.6 可见光成像原理 237
6.3.7 可见光与事件相机组合探测方法 237
6.4 目标红外特性反演方法 241
6.4.1 亮度温度反演方法 242
6.4.2 双色温度反演方法 243
6.4.3 多光谱温度反演方法 244
参考文献 246