舰船目标噪声调制包络谱融合算法研究

舰船噪声调制包络谱是水下目标识别的重要特征.分析了调制包络谱的一般模型,把"最优"调制包络看作一种随机过程,将舰船噪声的多子带检波信号看作是对"最优"调制包络的一次观测,并将其作循环相关,用有限次观测的集种平均作为"最优"包络的估计,从而得到多子带融合包络谱,舰船噪声实测数据验证了该方法的有效性.     

远程水下航行器自动驾驶仪设计

针对某新型远程水下航行器,设计并实现了该水下航行器的自动驾驶仪系统,阐述了系统的方案组成、硬件设计和软件设计.该系统在硬件设计上采用了先进的CAN总线技术,增大了信息通讯量,简化了系统,并提供了良好的扩展性;在软件设计上采用了pCIOS实时操作系统,提高了系统的实时性.半实物仿真试验结果表明,该系统硬件设计合理,满足程序运算和数据存储的要求;软件设计具有良好的实时性,满足实时性要求,并具有较高的可靠性.     

自适应联邦H∞滤波在水下组合导航系统中的应用

为了提高自主水下航行器组合导航系统精度,选择了捷联式惯性导航系统、多普勒速度声纳、电子磁罗经和海底地形匹配作为水下航行器组合导航系统导航传感器,建立了水下航行器组合导航系统的状态模型和导航传感器观测模型,提出了一种基于RBF神经网络进行联邦滤波信息分配的自适应联邦滤波信息融合方法并进行了计算机软件仿真试验,仿真实验结果表明:采用RBF神经网络进行信息分配系数的自适应调整的改进自适应联邦滤波器的水下航行器组合导航系统的导航姿态、速度和位置精度得到了提高,满足高精度水下组合导航的要求.新型信息融合方法克服了传统滤波容易发散的缺点,有效地提高了水下航行器组合导航系统的容错性能和导航精度.     

AUV视觉系统的可视化技术研究与实现

AUV视觉仿真系统是一个能够对AUV视觉系统的软、硬件等进行验证的实时半实物仿真系统.简要介绍了AUV视觉系统的基本理论,提出了较为完善的AUV半实物仿真系统的研究模型与软件框架;在Vega Prime中利用纹理亮度方法解决了彩色仿真图像灰度化的问题,实现了对黑白摄像管的模拟;采用一种复杂的光线能量衰减公式,逼真的模拟出海底AUV聚光灯效果;该系统同时还提供了对摄像机的简单仿真.开发和应用结果表明,该系统实时性好,效果逼真,对AUV视觉软、硬件系统开发、测试具有重要的意义.     

采用峰值平均功率比的低信噪比水下多目标检测方法

针对信息论准则多目标检测方法在低信噪比水下应用环境中不能正确检测目标源个数的问题,提出了基于峰值平均功率比(PAR)的多目标检测方法(PARTC).该方法首先使用相关矩阵特征向量对水下基阵接收数据加权计算阵列加权输出数据,然后计算加权输出数据的PAR并对PAR进行降序排列,由于纯噪声加权输出数据的PAR呈线性分布,并且其平均梯度与快拍数无关,存在信号时的加权输出数据的PAR梯度大于纯噪声加权输出数据的PAR梯度,因此可根据该信息判定信号源个数.八元阵的仿真结果表明,PARTC方法在在低信噪比、小快拍和小信号源夹角情况下的多目标正确检测概率大于信息论准则和最小描述长度多目标检测方法,并且运算量适中,水下应用前景广阔.     

滞留塘系统在山区面源污染控制中的效果研究

非点源污染的本质是农村生态系统严重失调,为控制和削减进入受纳水体径流的污染负荷,各种治理技术措施得到相应发展,滞留塘便是其中之一,通过对都拉乡河道滞留塘技术的研究与分析,发现处理前总氮（TN）、氨氮（NH3-N）、总磷（TP）和悬浮颗粒物平均浓度分别为8.75mg.L-1,2.97mg.L-1,0.54mg.L-1,24.0mg.L-1;处理后总氮（TN）、氨氮（NH3-N）、总磷（TP）和悬浮颗粒物平均浓度分别为6.04mg.L-1,1.66mg.L-1,0.18mg.L-1,12.0mg.L-1。各项污染物平均去除率分别为31.0%,44.1%,66.7%,51.9%,滞留塘系统对氮、磷及悬浮颗粒物的截留效果较好。     

合肥地区城市河道生态护坡立体绿化设计研究

城市河道集生态、景观等多重属性于一身,对城市社会、经济发展的推动作用日益显现。生态护坡不仅是河道景观设计的重要部分,也是建构水陆交界生态系统中亟待解决的关键问题之一。以城市河道为研究对象,根据合肥地区的实际情况,阐述了生态护坡立体绿化的概念和结构;提出了植物选择的基本原则、参考植物种类和配置模式;最后提出了维护管理的重点,旨在为城市河道建设提供新的设计思路。     

自主式水下机器人的光视觉管道探测跟踪系统

研究了自主式水下机器人（AUV）利用单目光视觉系统对水下管道的检测跟踪问题,对实现该方法的各个过程从硬件组成和软件体系结构两方面进行了阐述,从而完成了一整套水下光视觉系统的软、硬件设计. 分析了水下管道图像的特点,结合该特点阐述了图像预处理过程,提出了一种改进的Hough变换方法,改善了管道边界的提取效果. 同时采用管道参考区域预测方法,提高了管道的检测率以及实时性, 并利用水池试验对系统的可行性和有效性进行了验证.     

运用热带爪蟾胚胎检测黑臭河道底泥的生态毒性

2010年9月~12月,在温州山下河（S）和九山外河（J）先后采集底泥样品5次.将热带爪蟾胚胎（NF10—NF11）暴露于1〖DK〗∶4底泥提取液（第1—4次）和间隙水（第5次）中48 h,观测其发育状况.结果表明,山下河S1样点连续5次的底泥样品均导致胚胎全部死亡,表现出很强的毒性.暴露于山下河底泥提取液的胚胎体长均显著短于空白对照组,而暴露于九山外河底泥提取液的胚胎体长仅第3次显著短于空白对照组.暴露于山下河底泥提取液的胚胎畸形率均高于暴露于九山外河底泥提取液的,尤其在第4次检测中,暴露于S2-S4底泥提取液的胚胎畸形率均高达100%,而九山外河最高仅为70%（J2）和40%（J1）.热带爪蟾胚胎直接暴露于所有采样点的山下河底泥间隙水均全部死亡.由此可见,山下河的整体毒性高于九山外河,底泥间隙水毒性高于底泥提取液.本研究表明,温州市典型的黑臭河道底泥对爪蟾胚胎的发育均有不同程度的影响,具有明显的生态毒性.同时,运用爪蟾胚胎可以有效地检测底泥的毒性效应,而且对不同河流和采样点的毒性评价具有较好的区分度.     

仿生水下机器人的增强学习姿态镇定

针对一类双波动鳍仿生水下机器人的姿态镇定问题,提出一种基于增强学习的自适应PID控制方法.对增强学习自适应PID控制器进行了具体设计,包括PD控制律和基于增强学习的参数自适应方法.基于实际模型参数对偏航角镇定问题进行了仿真试验.结果表明,经过较小次数的学习控制后,仿生水下机器人的偏航角镇定性能得到明显改善,而且能够在短时间内对一般性扰动进行抑制,表现出了较好的适应性.