海底三维声学图像实时处理系统设计

结合多核CPU硬件PC平台,设计了一种海底三维声学图像实时处理系统,主要包括声学前端信号处理子系统、数据传输控制子系统和PC客户端图像处理系统三个部分。声学前端信号处理子系统统根据接收到的多路声学换能器信号,通过两级FPGA信号处理,采集多通道水声信号,进行实时电子聚焦波束形成。为了解决海量声学数据快速传输问题,数据传输控制子系统未采用传统用户空间TCP/IP传输机制,而是直接通过嵌入式PowerPC处理器在Linux内核态采用DMA通道进行声学数据转发,减少系统调用和数据拷贝开销,有效提高网络传输效率。针对海量声学数据实时处理需求,PC客户端图像处理系统通过对复杂、耗时的单帧重建和数据拼接算法模块根据声学数据点的角度范围进行等分分割,对每个子范围声纳数据采用多线程并行处理,均衡多个CPU核之间负载,实现高性能三维声学图像实时处理。通过室内水池和湖试实验,结果表明该系统能够实时高效地进行三维声学图像采集、传输与处理。     

青蛤(Cyclina sinensis)TLR2基因的克隆与表达分析

利用转录组文库分析得到青蛤(Cyclina sinensis)的Toll样受体2(Toll-like receptor 2,TLR2)基因序列,采用荧光定量PCR法分析该基因的表达过程。结果显示,青蛤TLR2基因的cDNA开放阅读框为2082bp,编码693个氨基酸,具典型的LRRs、单次跨膜区和TIR结构域。该基因在血淋巴中的表达量最高,与肝脏、鳃、外套膜、闭壳肌和性腺有显著性差异(P0.05)。在鳗弧菌和Poly I:C刺激下,青蛤血淋巴中TLR2基因3h开始升高,48h达到最大值,与对照组和空白组有极显著性差异(P0.01);藤黄微球菌刺激下,血淋巴中CsTLR2基因3h开始升高,48h亦达到最大值,实验组与对照组有显著性差异(P0.05)。     

凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)Runt转录因子的基因克隆及其功能分析

Runt结构域转录因子家族(Runx)在哺乳动物体内存在三种基因型,分别起着造血,骨生成和控制上皮细胞增殖的作用。本文应用反转录和c DNA末端快速扩增(RACE)技术,首次在凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)中克隆并测序了一种Runt(lvrunt)基因全长。lvrunt c DNA全长1754bp,含有1个663bp长的开放阅读框,编码221个氨基酸,理论分子量为23.6k Da,具有Runt-family结构域。对凡纳滨对虾鳃、肠、肝胰腺、类淋巴、心脏、肌肉组织和血淋巴lvrunt的转录特征进行分析,结果显示该基因几乎特异性地在血淋巴细胞中表达,而在其他组织中表达较低。肌肉注射重组造血激素蛋白(r AST)或白斑综合征病毒(WSSV)粗提液均可显著提高lvrunt在凡纳滨对虾体内的转录表达。上述结果提示,lvrunt主要在血细胞发挥作用,可能作为造血激素的下游基因起到调节血细胞增殖和分化的作用,并在受到病毒感染后,参与提升血细胞数量或者促进血细胞分化的过程。     

血管介入手术中的柔性虚拟力触觉系统研究

随着微创手术的发展,虚拟手术的应用前景越来越广阔.力反馈作为虚拟手术的核心技术,其实现的效果直接影响了虚拟手术的沉浸感.通过对经典包围盒碰撞检测算法进行研究比对,选择了球包围盒的碰撞检测算法,并建立了精确的反馈力计算模型,实现了介入血管中的柔性碰撞仿真.该仿真具有很高的实时性和精度.     

基于GEOWAY软件的基础地理信息数据更新方法--以山西省1∶10000 DLG数据更新为例

以近年来山西省1∶10000 DLG数据更新及检查工作为基础,以GEOWAY软件作为更新平台,对更新过程中数据更新要点以及接边和自检方法进行了探讨,为基础地理信息数据快速更新及加强DLG数据过程质量控制奠定了基础。     

基于GPU和UNITY的嵌入式图像实时传输方法

智能化无人矿山对作业现场环境的可视化要求较高,现有的可视化方法仍存在诸多问题:数据采集方式单一,存在监控盲区;数据传输线缆布设困难且易被损坏,传输延时较高;表现形式不够全面立体,并且不能用于VR/AR、SLAM、机器人定位避障等应用场景。为了满足智能矿山建设的可视化需求,本文结合当前传感技术、矿用机器人以及5G技术的发展,探讨了从数据采集、服务器部署到接收显示的详细步骤。针对全景及深度影像这类新型三维数据,提出一种基于GPU和UNITY的嵌入式视频实时传输方法,包括实时编码、异步传输、轻量级的嵌入式流媒体系统、利用UNITY实时处理以及元数据的同步传输。借助UNITY平台,将三维可视化任务从CPU转移至GPU,仿真实验表明,最高渲染帧率为60 fps时,GPU占用率在35%以下。最后,以全景和深度传感器为例进行了测试,对数据编码、位移贴图、纹理纠正进行有效性验证,并从延迟、帧率、CPU占用率3个方面评估性能。结果表明,所提关键技术均可有效提高运行效率、减少资源占用,相比FFplay延时更低。全景影像的可视化代替了视角固定的传统监控,深度数据为智能矿山巡检机器人定位及避障提供实时数据源,传输方法整体向下兼容。不仅解决传统方法视角单一、布线困难的问题,而且考虑到了智能矿山建设过程中的新需求。     

北京昌平十三陵钻孔地应力测量与实时监测在断层活动危险性分析中的应用探讨

本文尝试运用北京昌平十三陵钻孔98 m深度原地应力测量和实时监测数据,依据弹性力学应力张量叠加原理,计算得到不同时段地应力结果;根据断层滑动摩擦准则,探讨南口山前断裂活动性,对了解该区地震危险性有重要的意义。原地应力测量与实时监测计算结果表明:在2010年1月初和2013年3月31日,最大水平主应力平均值分别为5.30 MPa和7.56 MPa,呈增加趋势;最大水平主应力方向也由NNW逐渐过渡到NE至近EW向。断层面上剪应力与正应力的比值结果显示:在2010年1月初和2013年3月底,平均比值分别为0.12和0.22,虽均没有达到断层面临界滑动摩擦系数0.6,但其显示出的增加趋势在一定程度上反映了该地区构造活动有增强的迹象,该现象值得关注。     

基于机载 Lidar 的地貌数据快速更新方案研究

空间地理信息作为国家信息资源的重要组成部分之一,承担着越来越重要的作用,地貌数据作为空间数据的组成部分,其数据采集及更新十分重要。机载 Lidar 问世以来受到测绘行业广泛重视,其应用不断扩展。该文以地貌数据的快速更新为研究目的,深入分析了地貌更新流程以及机载 Lidar 数据成果,并在此之上提出基于机载 Lidar 数据的地貌快速更新方案,研究其具体步骤以及核心技术,同时采用 CAD 二次开发实现地貌更新数据预处理,大幅提高地貌更新效率。     

采用GPS精密单点定位技术实时确定舰船位置与姿态

文章采用静态模拟动态的手段,研究基于精密单点定位技术实时确定海上舰船位置和姿态的方法,并分析实时精密单点定位技术的定位定姿精度.研究表明:用精密单点定位技术进行实时动态定位,一般可获得2cm的平面定位精度和4cm左右的高程精度;在动态精密单点定位技术的定位精度一定的情况下,航向角的精度高于横滚角和俯仰角;真实动态观测值的随机误差比静态模拟的大,定位和定姿精度可能会有所降低.     

国内外基础地质数据更新现状与思考

在大数据、云计算、移动互联网等信息技术的推动下,地质科研范式正由过去的经验范式、理论范式向数据密集型范式转变。基础地质数据是国家基础性、战略性、公益性地质调查工作成果,反映了地质调查的精度和质量,是地质调查工作创新、服务和可持续发展的基点与源泉,决定了地质调查事业发展的战略制高点和竞争力。在以密集数据为基础的科学研究第四范式即将来临之际,基础地质数据的数量、质量和更新时效已成为衡量一个国家地质调查工作水准的基础标准之一。大部分国家按照严格的技术标准实现了基础地质数据库的实时更新和基础地质数据与图件的一体化表达,并面向社会需求研发出类别丰富的地质数据衍生产品。我国虽然建成了地质云平台,实现了一批数据库的汇聚和共享,但基础地质数据更新机制尚不健全,影响了宏观尺度的地质认知水平;基础地质数据更新标准与技术刚刚提上日程,制约了地质调查工作的支撑服务能力;基础地质数据研发服务能力不足,限制了数据更新的外在需求。基于此,本文提出了依托地质云平台构建基础地质数据更新体系的建议:一是建立“地质云节点一盘棋”的数据更新工作机制;二是构建全国统一的基础地质数据更新标准体系;三是构建“大数据、智能化和在线化”三位一体的数据更新技术体系;四是打造多方稳定协同的数据更新队伍体系。