课题来源于长春光机所“XXX”项目，其主要任务是在激光半主动末制导导弹、炮弹及炸弹等武器系统外场试验时，对激光照射器照射光斑的时序特性和空间特性进行监测，达到检验激光照射器照射目标精度的目的。本文主要完成的任务是要精确测量激光光斑的位置，从测量仪器、外场环境、算法精度等多方面考虑可能影响激光光斑位置测量精度的因素，提出以下五种提高测量精度的关键技术:　　 1.测量站与靶板距离较远，而且靶板是运动的，在立体几何空间上用于成像和测量的相机和靶板之间存在透射变换，于是拍摄到的光斑图像发生形变。研究透射变换模型，在一定条件下可以转换成线性仿射变换模型，利用拍摄到的图像特征计算仿射变换8参数矩阵，然后根据8参数矩阵各个参数的具体含义还原光斑图像。　　 2.采用可见相机和红外相机同时采集激光光斑图像，由于多传感器之间存在差异，因此在处理图像之前，先要消除二者之间差异。研究图像配准技术，根据实验图像的特点，提出一种基于目标区域的图像配准方法，首先计算多传感器目标区域的增广协方差矩阵，求得仿射变换8参数矩阵，然后利用PSO(Particle Swarm Optimization)全局搜索算法搜索二者最佳匹配位置，完成图像配准。　　 3.激光远距离照射目标，大气中的悬浮颗粒，即大气气溶胶会对激光产生散射作用，当利用相机接收目标反射光时，一部分激光后向散射光会进入相机并成像，使目标区域发生扩展，影响目标定位精度，因此需要抑制后向散射光。设计一种异步距离选通方法，利用四象限探测器探测激光回波信号，经过信号处理，提取目标反射光脉冲时序作为相机选通时序，有效抑制激光后向散射。　　 4.远距离采集光斑图像，当背景反射光过强或者光斑目标较弱时，将会降低光斑目标信噪比，从而降低定位算法的细分能力，因此在定位之前需要提高目标信噪比。首先利用红外相机拍摄目标图像，然后在镜头前加上窄带滤光片拍摄目标图像，根据两幅图像信息区分目标和背景，对背景进行抑制，达到提高目标信噪比的目标。　　 5.大气湍流的随机扰动会造成激光光束强度起伏、光束漂移、光束扩展以及像点强度分布扩散、图像抖动模糊、峰值下降和位置偏移等气动光学效应，因此要复原激光光斑图像。改进盲解卷积算法，提高算法的收敛能力，在目标图像和点扩散函数都未知的情况下对光斑图像进行复原。　　 最后设计激光光斑位置测量系统，完成外场实验的测量任务，给出测量结果。