基于前视声呐信息的AUV避碰规划研究

在复杂海洋环境中,利用前视声呐获取的障碍物信息指导自治水下机器人（AUV）进行局部避碰。主要采用强化学习的方法对AUV进行控制和决策,综合Q学习算法、BP神经网络和人工势场法对AUV进行避碰规划。强化学习的方法强调AUV在环境的影响中学习,通过环境对不同行为的评价性反馈信号来改变行为选择策略。并且在环境发生变化时,AUV通过学习来实现对新环境的适应,不断改进其自治能力,进而实现在不确定环境下的避障任务。开发了AUV运动规划的虚拟仿真软件系统,仿真实验证明了算法的合理性与可行性。     

基于T/4分数间隔的盲均衡算法研究

为了克服波特间隔常数模算法和T/2（T为字符间隔）分数间隔常数模算法收敛速度慢、稳态误差大的缺点,提出了基于T/4分数间隔的常数模盲均衡新算法,推导了4倍过采样多速率系统和1输入4输出多信道系统模型的公式。该算法采用T/4分数间隔均衡器采样,其采样频率大于奈奎斯特频率,从而避免了因欠采样引起的频谱混叠,均衡器可以更有效地对失真信道进行补偿。与波特间隔、T/2分数间隔均衡器相比,该算法收敛速度快、稳态误差小。多径水声信道盲均衡的仿真实验,验证了该算法的性能。     

3D virtual reconstruction of the Pleistocene cheetah skull from the Tangshan, Nanjing, China

The development of computer tomography and image processing has made it possible to establish virtual 3D reconstruction and non-invasive dissection of fossil specimens. We used these methods to reconstruct a virtual 3D skull of a Pleistocene cheetah skull from the Tuozi cave, Tangshan, Nanjing, and virtually dissected it for anatomic studies, and measured the volumes of different parts of the endocranium. The endocranium of the cheetah skull has showed that its frontal sinus is beehive-like, the frontal lobe of cerebra is relatively large but the temporal lobe is relatively small, its cerebral sulcus and gyrus are more complicated than those of the domestic cat, similar to those of the domestic dog, but simpler than those of giant panda, pig, cattle and horse. The technology of virtual 3D reconstruction and non-invasive dissection of fossil specimens can extend the morphological study from the exterior to the interior, and it can also help to study fragile specimens and virtually backup rare and precious specimens.     

基于温差能源的水下滑翔器动力学分析与设计

水下滑翔器作为一种新型水下机器人系统，对于海洋环境监测与资源探测具有重要应用价值．与采用电能驱动方式不同，设计开发了一种海洋环境能源（温差能源）驱动的水下滑翔器，并应用Gibbs—Appell方程建立了动力学模型，仿真分析了水下滑翔器的垂直剖面运动特性，获得了相应的运动参数．依据动力学仿真结果，设计了基于温差能源的热机系统，以及姿态调整机构与控制系统．水域实验结果表明，水下滑翔器采用温差能源驱动，其原理是可行的，所设计的热机系统热交换功率达到47W，可以满足水下滑翔器驱动性能要求．     

Magnetic resonance imaging based volumetry:a primary approach to unravelling the brain

Magnetic resonance(MR)imaging based volumetry is recognized as an important technique for studying the brain.In this review,two principle volumetric methods using high resolution MR images were introduced,namely the Cavalieri method and the voxel based morphometry(VBM).The Cavalieri method represents a manual technique that allows the volume of brain structures to be estimated efficiently with no systematic error or sampling bias,whereby the VBM represents an automated image analysis which involves the use of statistical parametric mapping of the MR imaging data.Both methods have been refined and applied extensively in recent neuro- science research.The present paper aims to describe the development of methodologies and also to update the knowledge of their applica- tions in studying the normal and diseased brain.     

二维椭圆形介质柱光子晶体的负折射成像特性

本文利用时域有限差分方法研究了由椭圆形介质柱组成的二维正方晶格光子晶体平板的负折射成像特性.研究表明对于光子晶体第二个能带中的特定频率区域,靠近晶体平板放置的点光源可以经过矩形光子晶体在另一侧形成一个高质量的实像,并且可以实现有效折射率为-1的负折射现象.     

基于声线跟踪法的稳态声场空间分布计算

使用一种新的声线跟踪模型来预测稳态声场的能量分布,声场空间分布能通过一次仿真就得到预测并成像.接收球在这种方法中没有被使用,因为预测的目标不是一个点而是整个三维空间.首先建立一个三维的能量数组以模拟整个声空间,该数组的行数,列数和层数分别与声空间的宽,长和高成正比.能量数组中的每一个元素被用于记录声空间中某一个小立方体的声强,而该元素在数组中的位置与该立方体在声空间中的位置相同.每根声线的传播路径都被跟踪,其传播路径将被离散化为一系列均匀分布而又密集的节点,每个节点的坐标都被计算出来以找到能量数组中位置相同的元素,该节点的声强将被记录在它所对应的数组元素中.当全部声线都被跟踪完毕时,声强空间分布就已经建立在能量数组中了.某一个平面内或某一条线上的声强级和声压级分布都可以直接根据能量数组中的值计算出来并成像.在进行的实验中对稳态声场的声压级进行测量和预测,发现预测结果与实验结果吻合很好,因此这种新的声线跟踪模型的有效性得到证明.     

抗反射层结构平板声子晶体棱镜成像

采用数值模拟的方法，分析了抗反射层结构对平板声子晶体棱镜的透射压力场分布及成像的影响．分析发现：利用抗反射层结构可以减小棱镜界面的反射，提高成像质量，从而增强其实用性．该结论对声子晶体功能器件的实际应用具有一定的指导意义．     

微合金高强钢水下焊接CGHAZ中的沉淀物

对Ｘ６０、Ｘ６５和Ｘ７０三种微合金高强钢（石油、天然气输送管线用钢）水下及空气中焊接影响粗晶区（ＣＧＨＡＺ）中的沉淀物及其溶解、再析出、长大等行为进行了考察。结果发现，在水下焊接过程中富Ｔｉ粒子几乎不溶解而富Ｖ粒子较易溶解，水下焊接同空气中焊接相比ＣＧＨＡＺ中深沉物的溶解。再析出和长大等行为均有明显差异。     

基于稳态自适应技术的水下机器人系统在线辨识

针对水下机器人运动和作业过程中的有效载荷变化使得机器人动态特性也相应地发生变化的特点,以开架式无缆水下机器人为研究对象,在对其动力学模型进行简化的基础上,提出了一种基于稳态自适应技术的在线参数辨识方法,进行了与基于最小二乘法的离线参数辨识的对比实验以及水下机器人特性发生变化时的在线辨识实验,水池实验结果验证了基于稳态自适应技术的参数在线辨识方法对开架式水下机器人进行系统辨识的有效性和可行性.