AUV Local Path Planning Based on Acoustic Image Processing

The forward-looking image sonar is a necessary vision device for Autonomous Underwater Vehicles （AUV）. Based on the acoustic image received from forward-looking image sonar, AUV local path is planned. When the environment model is made to adapt to local path planning, an iterative algorithm of binary conversion is used for image segmentation. Raw data of the acoustic image, which were received from serial port, are processed. By the use of ＂Mathematic Morphology＂ to filter noise, a mathematic model of environment for local path planning is established after coordinate transformation. The optimal path is searched by the distant transmission （Dt） algorithm. Simulation is conducted for the analysis of the algorithm. Experiment on the sea proves it reliable.     

Construction of a cDNA library for sea cucumber <Emphasis Type="Italic">Acaudina leucoprocta</Emphasis> and differential expression of ferritin peptide

Acaudina leucoprocta is an edible sea cucumber of economic interest that is widely distributed in China. Little information is available concerning the molecular genetics of this species although such knowledge would contribute to a better understanding of the optimal conditions for its aquaculture and its mechanisms of defense against disease. Therefore, we constructed a cDNA library and, based on bioinformatics analysis of the sequences, the functions of 75% of the cDNAs were identified, including those involved in cell structure, energy metabolism, mitochondrial function, and signal transduction pathways. Approximately 25% of genes in the library were unmatched. The gene for A. leucoprocta ferritin was also cloned. The predicted amino-acid sequence of ferritin displayed significant homology with other sea-cucumber counterparts but indicated that it was a new member of the ferritin family. Semiquantitative real-time RT-PCR indicated the highest levels of ferritin mRNA expression in the intestine. A polyclonal antibody of ferritin was also produced. These data provide a set of molecular tools essential for further studies of the functions of ferritin protein in A. leucoprocta.     

海底地形匹配高效质点滤波导航方法

海底地形匹配导航技术可实现自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)长时间的水下精确导航。质点滤波器(Point-Mass Filter,PMF)是实现 AUV 精确海底地形匹配导航的重要方法,但质点权重计算过程中需要寻找空间分布不规则的实测地形数据点与网格化先验地形图数据点间空间对应关系,造成大量计算消耗,严重影响了地形匹配导航算法实时性能。提出一种海底地形匹配高效质点滤波导航方法,通过构建伪输入高斯过程(Sparse Pseudo-input Gaussian Processes,SPGPs)模型,实现实测海底地形数据高效、精确网格化插值过程,并根据 SPGPs 方法提供的插值置信度实现网格化概率地图构建;搭建质点滤波器算法框架,提出适用于概率地图的质点权重计算过程,通过考虑网格化地图不同节点插值置信程度差别,提高地形匹配导航精度。于青岛中沙礁展开海上数据获取试验,并利用海试数据完成算法回放式仿真验证。试验结果证明,所提出网格化插值方法可实现高精度、高效地形深度插值过程,所提出海底地形匹配高效质点滤波导航方法可为 AUV 在线提供精确导航结果,且实时导航圆概率误差小于 3 m。     

确定地下多排热力管道位置和埋深的实用方法研究

地下管线探测对于城市规划、交通建设等具有重大意义。其中,多排热力管道因其走向一致,间距较小,用电磁法探测时地表的电磁场类似面电流磁场分布,容易造成位置和埋深测量不准确的问题。本文以实际工作为例,提出两种解决方法,经实际检验这两种方法配合使用可准确、高效地确定多排热力管道的位置和埋深。     

石河子春季终霜冻的灰色预测

利用石河子历年春季终霜冻的出现日期，运用灰色系统理论的季节灾变预测方法，对石河子未来年份的终霜冻进行预测，并建立灰色季节灾变GM（1，1）预测模型，预测1994年终霜冻的出现日期在4月15日左右，与终霜冻实际出现时间（4月13日）基本相符。     

Depth-trim mapping control of underwater vehicle with fins

Underwater vehicle plays an important role in ocean engineering.Depth control by fin is one of the difficulties for underwater vehicle in motion control.Depth control is indirect due to the freedom coupling between trim and axial motion.It includes the method of dynamic analysis and lift-resistance-coefficient experiment and theory algorithm.By considering the current speed and depth deviation,comprehensive interpretation is used in object-planning instruction.Expected depth is transformed into expected trim.Dynamic output fluctuation can be avoided,which is caused by linear mapping of deviation.It is steady and accurate for the motion of controlled underwater vehicles.The feasibility and efficiency of the control method are testified in the pool and natural area for experiments.     

基于纳米免疫磁珠快速富集4 种海洋致病性弧菌的研究

为研究海洋中常见致病性弧菌的快速分离富集方法--免疫磁珠法, 本文以副溶血弧菌、 哈维氏弧菌、创伤弧菌、灿烂弧菌为研究对象, 制备纳米免疫磁珠, 并通过一系列优化条件, 用3M 试纸计算捕获率来确定免疫磁珠最佳捕获条件。最后分别对4 种致病性弧菌的不同菌液稀释浓度、 对1 株目标菌和8 株非目标菌、4 种混合菌进行捕获, 从而评价免疫磁珠的灵敏度、特异性以及抗干 扰能力。结果表明, 4 种磁珠偶联最佳抗体量为300、600、150、150μg.最佳捕获条件: 副溶血弧菌 免疫磁珠用量3mg, 免疫反应45min, 磁分离3min, pH 7.4 缓冲液体系。哈维氏弧菌免疫磁珠用量3mg, 免疫反应45min, 磁分离1min, pH 6.0 缓冲液体系。创伤弧菌免疫磁珠用量12mg, 免疫反应60min, 磁分离5min, pH 8.0 缓冲液体系。灿烂弧菌免疫磁珠用量6mg, 免疫反应30min, 磁分离3min, pH 7.4 缓冲液体系。在纯培养情况下, 4 种免疫磁珠灵敏度均达到10 CFU/mL 数量级; 分别对9 株菌进行捕 获, 对目标菌的捕获率均达到87%以上, 对非目标菌的捕获率均低于32%; 对4 种混合菌进行捕获时, 免疫磁珠捕获率不受其它杂菌干扰。本研究证明了该免疫磁珠有较好的灵敏度、特异性和抗干扰能 力, 且与其它增菌方法相比, 大大缩短了时间, 具有较好的应用前景。     

利用化学传感器检测海水中的多氯联苯

为建立一种简单快捷的多氯联苯检测方法, 本研究应用化学传感器对宁波沿海重点陆源排污口及周边海水中的多氯联苯进行了检测, 采用HS-SPME-GC-MS(顶空固相微萃取-气质联用)对结果进行了验证。利用化学传感器测定海水中的多氯联苯, 在LDA(线性判别分析)中, 总判别率为99.81%。海水体积增大到5mL时, LDA 最低检测限达到了0.01ng/L。建立的模型中, 欧氏距离、相关性、判别函数法和马氏距离对样品浓度鉴别的正确率分别达到了100%、100%、92%、84%。采用Loading分析法简化了传感器阵列, 使BP神经网络总的MSE达到了5.6548e?006, 总的相关系数0.99998, 而最大误差只有1.0300e?002的水平。HS-SPME-GC-MS对海水中多氯联苯浓度的检测限最 低为0.001?g/L, 远高于化学传感器的0.01ng/L, 回收率在100%—120%之间。     

白肛海地瓜(Acaudina leucoprocta) 精氨酸激酶的基因克隆与表达

精氨酸激酶是调节能量代谢的重要酶类,在无脊椎动物体内能量平衡过程中起重要作用。利用PCR扩增技术,从白肛海地瓜的cDNA文库中克隆得到精氨酸激酶(arginine kinase)基因,其全长为2139bp,包括5′非翻译区(5’-UTR)序列92bp,3′端非翻译区(3’-UTR)序列934bp和1113bp的ORF,编码371个氨基酸,预测分子量大小和等电点分别为42.32kDa和7.19。构建了精氨酸激酶原核表达质粒并转化表达菌株,经IPTG诱导表达后,获得了与预期的分子量大小一致的表达产物。利用该目的蛋白制备了白肛海地瓜精氨酸激酶的特异性多克隆抗体,经Western blot证明该蛋白为精氨酸激酶。     

L群普通球粒陨石母体的撞击历史

撞击作用发生在太阳系形成和演化的所有阶段,是最基本的地质过程之一.陨石可以从微观尺度记录下这些重要的过程.在所有陨石族群中,L 群普通球粒陨石保留了最完备的冲击变质记录,对撞击发生的时间、冲击过程中的物理条件提供了重要制约.矿物学证据表明,在太阳系形成 100 Ma 内,L 群陨石母体可能发生一次撞击裂解事件,并在随后重组.4. 48 Ga左右,原始小行星带经历大范围的撞击作用,这一事件也记录于L群普通球粒陨石中,可能是由月球大撞击事件溅射的大量碎屑进入到原始主小行星带引起.约800 Ma,包括L群陨石母体在内的内太阳系部分天体经历了同时期撞击事件,可能由这一时期裂解的大质量小行星产生的溅射物引发.L群陨石母体在～465 Ma发生撞击裂解,这一事件在 L 群陨石中保留了丰富的矿物学、年代学记录,并在地球全球奥陶纪地层发现相关信息.综合与该事件相关的所有L群陨石冲击变质特征,本文认为该裂解事件是由一颗大直径(18～22 km)石陨石质小行星,以较低速率(5～6 km/s)撞击导致.同位素年代学数据表明,L 群普通球粒陨石母体很可能未受到晚期大撞击事件的影响,这难以用L群陨石母体过小予以解释.可能的原因有:① L群普通球粒陨石母体在原始主小行星带分布非常有限,导致其受到晚期大撞击事件影响的概率不高;② 晚期大撞击事件对原始主小行星带的影响可能并没有之前估计的那么严重,一个持续时间更长但更加温和的撞击模型更加符合现阶段的观察.