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水下機(jī)器人作為一種高新技術(shù)手段在海洋開發(fā)和利用領(lǐng)域的重要性不亞于宇宙火箭在探索宇宙空間中的作用。它可以代替人類完成復(fù)雜海洋環(huán)境，特別是深海異常環(huán)境（如地質(zhì)活動(dòng)頻繁的熱液區(qū)）的環(huán)境探測(cè)、資源調(diào)查和開發(fā)等任務(wù)，因而具有十分廣闊的應(yīng)用前景和科研價(jià)值。 “神龍?zhí)?rdquo;深海水下機(jī)器人（AUV）是一種具有高精度水下自主導(dǎo)航能力和多種海洋要素觀測(cè)能力的自主水下探測(cè)與運(yùn)載平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)深海復(fù)雜環(huán)境下大范圍、多尺度的精確自主導(dǎo)航以及大深度、大范圍、多參數(shù)、實(shí)時(shí)觀測(cè)，對(duì)解決深海大洋研究面臨的重大科學(xué)挑戰(zhàn)、支撐“透明海洋”工程建設(shè)具有重要的意義。 該機(jī)器人可以完成1500m以內(nèi)的海底地形地貌測(cè)繪、自適應(yīng)多AUV組網(wǎng)觀測(cè)、多海洋環(huán)境參數(shù)綜合觀測(cè)、海底深海礦藏勘查、水下救援等，為突發(fā)海洋事件應(yīng)急處理、深海大洋高機(jī)動(dòng)性實(shí)時(shí)觀測(cè)、水下目標(biāo)探測(cè)及預(yù)警等提供了重要設(shè)備支撐。

本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)水上水下空化射流噴嘴。高壓水噴嘴裝在低壓水噴嘴內(nèi)，緊靠在低壓水噴嘴的淹沒腔臺(tái)肩上；在低壓水噴嘴軸向空氣腔室內(nèi)裝有閥芯，閥芯連桿的一端與靠近淹沒腔一端的閥芯連接，另一端穿過圓盤套筒與彈性膜片連接，圓盤套筒和空氣腔室為過盈配合，彈性膜片和圓盤套筒為密封連接，高壓水噴嘴的進(jìn)氣口經(jīng)氣孔后，一路與空氣腔室連通，另一路經(jīng)高壓噴嘴節(jié)流口、高壓噴嘴出口與淹沒腔連通，低壓水噴嘴的低壓水入口經(jīng)閥芯中部縫隙、低壓水管路與淹沒腔連通。本發(fā)明利用水上環(huán)境和水下環(huán)境的差異性，根據(jù)外界工作環(huán)境的變化做出自適應(yīng)調(diào)節(jié)，起到節(jié)能和提高工作效率的作用；該過程不需要人工調(diào)節(jié)，同時(shí)降低能耗，達(dá)到節(jié)能效果。

研發(fā)了多種海底/水下履帶式全地形作業(yè)車樣機(jī)，綜合采用虛擬樣機(jī)技術(shù)、機(jī)電液控多系統(tǒng)聯(lián)合仿真技術(shù)及多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化方法。現(xiàn)已開展虛擬現(xiàn)實(shí)分析、陸地軟底質(zhì)試驗(yàn)及大型實(shí)驗(yàn)室水池試驗(yàn)。 全地形作業(yè)車可在海底/水下稀軟底質(zhì)、硬底質(zhì)以及復(fù)雜崎嶇地形上自主行走作業(yè)，具備穩(wěn)定行走、爬坡越障、自主避障、路徑跟蹤控制等綜合行走通過性能；可攜帶多種作業(yè)工具并提供動(dòng)力與控制，具備良好的重載性、機(jī)動(dòng)性及可靠性。

本發(fā)明公開了一種水下浮體的新型安裝方法，將下水過程分為速度調(diào)整和自由下水兩個(gè)階段，在速度調(diào)整階段，依據(jù)建立的不同重力浮力差的下水曲線數(shù)據(jù)庫為指導(dǎo)，通過浮力設(shè)定以及不斷的監(jiān)測(cè)與反饋調(diào)整，使浮體在規(guī)定入水距離內(nèi)到達(dá)目標(biāo)速度，調(diào)整重力浮力差為零，進(jìn)入自由下水階段；在自由下水階段，浮體僅在水體阻力作用下作減速運(yùn)動(dòng)，最終在速度為零時(shí)到達(dá)指定深度，完成整個(gè)下水過程，本方法具有操作簡(jiǎn)單、安全可控、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型公開了一種單目三維實(shí)時(shí)在線跟蹤與定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括激光測(cè)距裝置、望遠(yuǎn)鏡、CCD、 三角架、標(biāo)靶及計(jì)算機(jī)。激光測(cè)距裝置固定在望遠(yuǎn)鏡的上方，望遠(yuǎn)鏡被固定在三角架上，CCD 安裝在望 遠(yuǎn)鏡成像面上，用于獲取標(biāo)靶的二維圖像，與激光測(cè)距裝置一起通過 USB 數(shù)據(jù)線將獲取的圖像傳輸?shù)?計(jì)算機(jī)中，并將測(cè)量的結(jié)果在計(jì)算機(jī)上顯示出來。本實(shí)用新型能對(duì)目標(biāo)進(jìn)行在線跟蹤，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo)的 三維微小移動(dòng)，系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，應(yīng)用成本不高，適合在工程建筑變形觀測(cè)領(lǐng)域推

構(gòu)建了一個(gè)可靠的鞘翅目昆蟲科級(jí)分類單元間的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系樹，在分類單元覆蓋度、系統(tǒng)樹解析度等方面均大幅度超越之前的研究成果。更為重要的是，該研究發(fā)現(xiàn)：（1）鞘翅目昆蟲起源于2億9千萬年前的二疊紀(jì)早期，隨后物種數(shù)量不斷增加，其物種多樣性的產(chǎn)生的確與長(zhǎng)期的進(jìn)化相關(guān)；（2）然而，占甲蟲物種數(shù)量一半以上的植食性甲蟲出現(xiàn)于1億4千萬至8千萬年前的白堊紀(jì)時(shí)期，這與被子植物的出現(xiàn)與繁盛時(shí)間完全一致，說明白堊紀(jì)時(shí)期被子植物的繁盛對(duì)植食性甲蟲的物種多樣性增長(zhǎng)起到了“進(jìn)化推進(jìn)器”的作用。研究基于大數(shù)據(jù)構(gòu)建了鞘翅目穩(wěn)健的系統(tǒng)發(fā)育時(shí)間樹，為鞘翅目昆蟲的系統(tǒng)分類學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)揭示了鞘翅目昆蟲驚人的物種數(shù)量產(chǎn)生的進(jìn)化機(jī)制，豐富了我們對(duì)生物進(jìn)化過程復(fù)雜性的認(rèn)識(shí)。

一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介 水下目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別，是水下機(jī)器人等相關(guān)系統(tǒng)能夠被高效應(yīng)用的前提。然而現(xiàn)有系統(tǒng)難以應(yīng)對(duì)水下圖像能見度較低，對(duì)比度差，存在顏色漂移和邊緣模糊等問題；另外，水下圖像樣本稀少且缺乏足夠的變化性，使得相關(guān)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別系統(tǒng)由于缺乏訓(xùn)練樣本而無法有效應(yīng)用。 二、前期研究基礎(chǔ) 項(xiàng)目利用深度學(xué)習(xí)等新的理論突破，提出兩種解決方案，一種是通過結(jié)合水下成像原理與深度風(fēng)格遷移、生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)等算法，由普通光學(xué)圖像生成水下圖像，構(gòu)建水下圖像目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別仿真庫，該數(shù)據(jù)庫一方面數(shù)據(jù)量大且具有較大的變化性，也即場(chǎng)景與目標(biāo)均具有較大的變化性；另一方面，由于是由普通光學(xué)圖像遷移獲得，因而也可以直接應(yīng)用普通光學(xué)圖像自身的標(biāo)簽信息，無需再對(duì)其進(jìn)行標(biāo)注。另一種是研究基于水下退化圖像處理算法的檢測(cè)和識(shí)別系統(tǒng)，解決由水下圖像的色彩漂移和細(xì)節(jié)丟失等退化現(xiàn)象帶來的目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別問題。同時(shí)通過水下退化圖像處理模塊和檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)的聯(lián)合優(yōu)化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)退化圖像的增強(qiáng)方法與檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)的最佳匹配。在保證處理后的退化圖像性能指標(biāo)的前提下，進(jìn)一步提升水下圖像的目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別性能。 三、應(yīng)用技術(shù)成果 1）基于深度學(xué)習(xí)風(fēng)格遷移的水下圖像生成效果示例 a為自然場(chǎng)景圖像中的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果；b為模擬生成的水下風(fēng)格圖像及其目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果；c為圖像增強(qiáng)后的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果。 四、合作企業(yè) 無

項(xiàng)目所屬科技領(lǐng)域?yàn)楹Ｑ笱b備技術(shù)。項(xiàng)目突破了小型化混合驅(qū)動(dòng)水下滑翔機(jī)大深度、長(zhǎng)航程、高精度等關(guān)鍵技術(shù)，發(fā)明了小型化大容量浮力精準(zhǔn)調(diào)節(jié)裝置、海洋溫差能驅(qū)動(dòng)裝置及螺旋槳與浮力調(diào)節(jié)混合驅(qū)動(dòng)裝置，引領(lǐng)了新型水下滑翔機(jī)技術(shù)發(fā)展。已授權(quán)中國(guó)發(fā)明專利21項(xiàng)、美國(guó)專利1項(xiàng)，發(fā)表論文68篇。研制成功系列化產(chǎn)品，應(yīng)用于我國(guó)重大工程和海洋科學(xué)研究，取得顯著經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為國(guó)家海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提升海洋國(guó)防能力做出重大貢獻(xiàn)。

本實(shí)用新型涉及一種多關(guān)節(jié)柔性水下作業(yè)機(jī)械臂，該機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)主要由幾個(gè)重復(fù)的手臂關(guān)節(jié)單元、用于安裝手臂的底座、臂體末端的手爪以及末端傳感器等組成。安裝在底座的電機(jī)驅(qū)動(dòng)柔性繩，通過改變?nèi)嵝岳K的長(zhǎng)度來實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械臂臂體偏轉(zhuǎn)、俯仰運(yùn)動(dòng)的控制，臂體到達(dá)指定位置后，手爪張合來實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的抓取。末端傳感器主要用來檢測(cè)機(jī)械臂位置，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的要求。該種機(jī)械臂主要用做深海ROV末端作業(yè)工具，相較于典型的6自由度+手爪的結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)輕巧、質(zhì)量小以及冗余自由度大的優(yōu)點(diǎn)。