基于认知实验选取地标的研究现状分析

认知实验作为研究人类认知世界的科学活动方式之一,地标是辅助人们进行日常寻路与导航的关键要素,从环境中提取合适的地标方法是空间认知研究领域的热点之一。本文从认知实验和面向导航的视角出发,在对国内外大量文献进行分析研究的基础上,系统综述了基于认知实验选取地标的研究进展。首先,介绍了目前主流的各种地图学认知实验方法在地标选取中的应用;其次对眼动实验作为定量探究导航中地标选取行为特点的新方法进行重点分析;最后,总结归纳了各种认知实验在地标选取中的优缺点及存在的问题,对指导今后的地标选取具有一定的借鉴价值打下基础。     

广义熵权法在大连中期天气预报中的应用

为发挥不同模式数值预报产品的各自优势,提高数值预报产品的综合应用效果,通过引入广义熵权的概念,将数值产品的预报场与分析场或实况资料进行对比分析,进而动态分步跟踪评估不同模式数值预报产品的中期预报效果。利用该方法对大连地区历史天气个例进行中期天气预报模拟试验,并将其用于某次导弹发射任务气象保障。结果表明,该方法能够客观、定量地比较不同模式数值预报产品之间的异同,较好地挖掘各类数值预报产品的阶段性优势以便预报员决策时选用,从而在一定程度上提高中期天气预报的准确率。     

中国近海温带气旋的时空变化特征

基于1979-2012年共34年的ECMWF逐日4次平均海平面气压的再分析资料,采用英国雷丁大学气旋客观追踪算法,对出现在我国近海的温带气旋(气旋生命史1d以上,移动距离大于500km)的时空分布特征进行统计分析。结论包括以下几点:(1)1979-2012年进入中国近海的温带气旋平均每年45个,气旋数量呈现春夏多而秋冬少的特点。20世纪90年代初至今,气旋数量呈增加趋势,其中北部海区气旋数量增加达到显著水平,东部海区气旋数量表现为不显著减少,故认为影响中国近海的气旋路径有北移的趋势。(2)进入我国近海的温带气旋主要有4个生成源地,按比例由高到低分别是江淮气旋(38.9%),东海气旋(25.2%),黄河气旋(24.3%)以及蒙古气旋(11.6%)。气旋入海后,当大气海洋条件适合时,可以爆发性增长,气旋爆发性增长的主要区域在朝鲜半岛及以东洋面以及日本以东洋面,在我国近海气旋爆发的比例较小。(3)气旋生命史主要为1~7d,但生命史为1~4d的气旋比例最大,平均占气旋总数的52%,其中夏季长生命史气旋(大于10d)的比例最大,为8%,冬季最少,接近3%。冬季气旋最强,气压分布区间大;夏季弱气旋多,中心气压分布集中。     

渤海溢油三维漂移数值模拟研究

国家海洋局北海预报中心于2011年开发了渤海三维溢油模型,该模型在分析国内外溢油模型现状的基础上,借鉴当今流行的数值模拟方法,使用油粒子模型与油膜扩展模型相结合的方式,用拉格朗日方法追踪每个带有一定油量的油粒子的轨迹,针对每一个油粒子则使用油膜扩展理论计算其油膜扩展过程。该模型可实现对溢油油污上升及水平输运过程、海表面油污浓度的预报,通过三组理想试验和2012年的海上溢油实验数据,对模型的各项功能、稳定性及模型精度进行了对比验证,结果较好,模型可实现对渤海海域海底或水下发生溢油的数值模拟。该模型解决了以往二维溢油模型在模拟钻井平台及海底输油管道泄漏等溢油事故方面的不足,可更好地为溢油灾害对海洋环境影响的估计提供有效参考信息。     

进入极区温带气旋的时空变化特征分析

基于气旋自动追踪方案,利用ERA-Interim逐日4次(每6 h一次)平均海平面气压再分析资料,对1979—2012年共34年生成于65°N以南,北上进入极圈的气旋的时空特征进行统计分析。结果表明:(1)该类气旋的数量与强度具有明显的季节变化,呈现春夏多强度弱,秋冬少但强度强的特点;(2)气旋年总数呈现显著减少趋势;(3)进入极区的气旋其主要源地在北大西洋一侧,北上跨入极区的关键区域位于格陵兰岛以东的丹麦海峡以及冰岛以东的海域(60°—30°W),气旋在该区域一年四季都很活跃;(4)该类气旋主要在50°—65°N生成,也有在中纬度生成,长途跋涉进入极区;(5)该类气旋在陆地上生成的比例比海上高,尤其是在夏季,冬季海上气旋源地相对变得活跃,生成比例接近陆地的生成比例,几乎各占一半。     

面向巨灾救援的地面移动目标应急跟踪方法与实现

为了提高志愿者参与地震等巨灾救援的组织化程度,提高救援效率,同时有效避免隐私泄漏等风险,本文提出了一种面向巨灾救援的地面移动目标应急跟踪方法,其通过志愿者注册建立包括手机号码、常住区域等信息的志愿者数据库;巨灾发生后,通过常住区域筛选出位于灾区周边的志愿者,通过短信猫向相应志愿者发送激活短信;志愿者智能终端接收、解析短信,确认同意后向服务器发送当前位置信息启动应急跟踪模式。采用Android/SMS Modem二次开发/Google Maps API等技术实现了志愿者应急跟踪原型系统。     

从三维点云中自动提取隧道几何特征线

三维激光扫描技术为大型交通工程的全三维表面量测提供了一种有效的技术手段。但是面对扫描输出的海量原始点云数据,如何从中快速、精确地提取工程几何信息就变成一个亟待解决的问题。文中设计了一种从三维点云中自动提取隧道几何特征线的方法,仅以带有三维坐标的点云数据输入,不需提供额外的隧道相关参数,根据隧道表面法向与隧道中轴走向、隧道断面之间的几何关系,自动跟踪中轴线并确定截面方向,截取断面轮廓线。适用于弯曲型隧道,能够根据隧道走向精确调整中轴线方向和截面法向,在实际工程应用中具有较强的实用性。     

远距离运动车辆快速跟踪与定位系统设计

为快速跟踪及定位远距离的运动车辆,本文设计了利用单目相机与激光望远测距仪的定位系统。此定位系统装备单目相机、望远测距仪与角度传感器,采用LK光流算法实时跟踪既定目标,构建了相机、测距仪、目标的坐标方程式模型,可实时解算100~300 m外运动目标的位置。该定位系统无需在被测运动车辆上安装任何设施,即可对合作或非合作目标实现跟踪定位。本文以汽车作为运动目标,使用高精度的CORS系统进行精度验证,该系统实时跟踪定位的精度可保持在亚米级。     

受正弦扰动的线性时滞系统的最优输出跟踪控制

考虑参考输入由外系统给出的状态含有时滞的线性系统在正弦干扰下的最优输出跟踪问题.利用逐次逼近法,通过构造线性非齐次两点边值问题序列,求得了用于补偿时滞的伴随向量.分别利用参考输入外系统状态、干扰及其导数信号引入前馈控制作用.得到的控制律包含精确反馈项、前馈项和伴随向量极限形式的时滞补偿项.通过引入参考输入观测器解决由于引入外系统状态而导致的前馈控制律的物理不可实现问题.仿真结果表明该方法的有效性.     

一种用于运动姿态评估的视觉伺服机器人

针对人们在运动中出现的姿态不标准且无人监督指导等问题,本文设计了一种用于运动姿态评估的视觉伺服机器人。这款机器人首先通过一种带有注意力机制的目标跟踪算法对运动目标进行跟踪,并与机器人的伺服电机结构协同工作以调整摄像头的角度,从而实现对在特定区域内运动的目标进行跟踪拍摄。然后由其姿态评估系统提取运动姿态,并与标准姿态进行比对评估。经验证,该机器人对人体运动姿态的质量高低具有较高的区分度,能对用户的多种姿态给予有效的评价,从而实现运动辅助及康复训练指导的目的。