本项目属于光电跟踪和测试仪器方向。激光跟踪技术在空间光通信、红外对抗、激光雷达、工业测量、机器视觉等领域具有广泛的应用，其技术指标直接决定了光电跟踪、光电成像、光电探测等系统性能。但是现有的激光跟踪技术难以兼顾大范围、高精度、多模式和变尺度等复杂场合下动态目标跟踪要求，现场适应性存在不足，迫切需要开展新型激光跟踪系统的实现原理与关键技术研究。 本项目在国家自然科学基金、国际合作项目、上海市科研项目等十余项科研项目支持下，历经十余年研究，在激光跟踪的光束偏转机制、跟踪机构的实现形式、跟踪控制及信息获取等关键技术方面取得重要突破，从原理上创新了多模式、变尺度激光跟踪的实现方法，发明了系列多模式激光跟踪装置，并进行应用与实践。主要发明点包括： 1．多模式、变尺度激光粗精耦合跟踪技术和装置。（1）发明了多种级联棱镜粗精跟踪装置，在单套系统内实现粗精两级光束视轴指向调整，大幅提高了光束的指向精度。通过级联棱镜的不同速比匹配，可以产生直线型和圆弧型等多模式跟踪特征，对时变性轨迹跟踪具有强适应性，从原理上创新了多模式跟踪的实现方法。（2）针对可变角度高精度定向跟踪和精确控制问题，发明了滑块牵引式摆镜驱动机构，采用三组模块式牵连运动具有较大的位移缩减比，满足了高精度激光跟踪的要求。 2．亚微弧度量级激光跟踪指向技术和跟踪机构。（1）巧妙的利用了棱镜偏摆角和光束折射角存在百倍量级的减速比的关系，用一般的机械结构实现了亚微弧度量级的光束偏转，为亚微弧度级光束定向提供了新手段。（2）发明了亚微弧度级非线性跟踪的凸轮驱动机构，将棱镜偏摆角和光束偏离角之间的非线性关系转化到凸轮轮廓的外形设计上。通过凸轮的线性驱动，实现亚微弧度级非线性跟踪的效果，不仅简化了实时控制难度，而且提高了控制精度和时效性。 3．双视场可变焦成像三维跟踪及旋转探测定位系统。（1）针对三维测量中距离信息获取存在的图像匹配歧义性和时延等问题，发明了双视场可变焦成像系统，在同一曝光时间采集两幅同源特征图像，单次曝光完成三维重建，避免了单目跟踪中离焦或对焦等引入的时滞和误差。通过联控粗精跟踪机构，可实现粗精变尺度跟踪切换，实现无合作靶镜下动态目标的连续三维跟踪。（2）发明了一种结构简单的可旋转探测器装置，解决了单一传感器无法实现水平与垂直两个方向定位的问题，克服了由于环境干扰引起不同方向传感器的性能差异和输出误差。 项目申请发明专利15项，其中授权发明专利11项，实用新型专利1项；发表论文101 篇（部分论文见论著列表），其中SCI收录20余篇，EI收录50余篇，他引100余次；培养博士5名，硕士12名。项目成果经国家一级科技查新机构水平检索评价该成果达到国际先进水平。 项目已在同济大学建立多模式激光跟踪测试平台，涵盖本成果所有技术环节。在上海同新机电控制技术有限公司、上海捍邦安防设备有限公司、中科院上海嘉定先进技术创新与育成中心、哈尔滨理工大学、中科院上海光机所等十余家企业、高校和科研院所推广应用，近三年新增直接产值三千多万元，节约资金五千多万元，取得了显著的国防、经济和社会效益。