机器人视觉伺服在工业生产线上的研究与应用

工业机器人从上世纪70年代开始已广泛的应用于各种场合，如搬运、焊接和装配等。但这些应用都是基于先精确示教后运行的，目标物体的位姿和尺寸稍有变动，就会导致机器人任务的失败。因此对于工业流水线等工件位置不固定的应用场合，采用视觉来提高机器人的智能水平以实现对目标物体的自动检测和定位抓取，具有重要现实的意义和研究价值。 本论文以机器人视觉伺服为研究对象，完成了整套视觉伺服搬运系统的组建，其中包括摄像机标定、图像的采集、图像处理、机器人手眼标定、机器人控制、机器人定位抓取，接着完成了以下各方面的研究和应用。 针对单目眼固定安装方式，通过最小二乘法求解手眼坐标的变换关系，再根据工作台平面与摄像机成像模型的约束关系，求解出目标物体的三维位姿，最终实现了机械手的精确定位。针对手眼安装方式，采用了眼在手上的单目摄像机，通过机械手末端的一次移动，虚拟实现了双目视觉的功能。同时提出了一种方便有效手眼标定方法，避免了复杂的传统手眼标定过程，无需求解摄像机外参数和手眼变换矩阵。仅获取标定时刻的摄像机综合参数和机器人位姿，就可以在机器人基坐标系中视场范围内的任意两点进行检测，根据立体视觉的约束关系求解出目标物体在机器人基坐标中的位置，进而实现对目标物体的精确定位。 接着研究了基于图像和基于位置的视觉伺服方法，简化了目标模型，通过检测图像平面二维坐标目标物体的特征点以实现对目标物体的逼近定位和旋转匹配。同时进一步研究了基于目标工件建模的方式来实现视觉伺服。即首先根据平面图像法移动机械手获得目标中心点大致基坐标位置，然后根据图像特征点建立目标工件的坐标，最后通过坐标转换获得目标物体的机器人基坐标位姿，从而实现了基于位置的视觉伺服。 而后全面介绍了工业传送线视觉机器人搬运系统的组成和工作流程。该系统演示了整套流水线的生产过程，包括机器人拆垛、传送、在线检测和机器人码垛等四个部分。系统采用高速图像处理系统对目标进行实时检测，在线匹配辨识工业传输线上的目标物体及其旋转角度与位置，并通过现场总线控制机器人完成精确抓取和码垛。最后阐述了物流实训视觉机器人搬运系统的组成，该系统采用了视觉传感器、超声波、光电和碰撞开关等多种检测传感器，大大提升了机器人的智能，使其实现了复杂的多货物码盘拆垛和分拣功能。

一种基于工业以太网的载人潜水器控制系统

本文介绍了基于工业以太网的深海载人潜水器控制系统的组成原理，描述了控制系统的主要功能、硬件系统和软件流程.在实验室的半物理仿真平台上进行了整个控制系统的功能实验，实验结果证明了基于工业以太网的控制系统可以满足载人潜水器控制系统的需要，运行效果良好。

农业区划分析模型及其决策支持系统

本文分析了农业资源与农业管理体系总体结构，提出了综合农业区划分模型，进行了综合农业区划决策支持系统的初步设计。农业区划是认识农业资源与指导农业生产的主要手段，农业区划工作是建立在大量的农业资源数据的基础上。农业区划分析模型的应用与决策支持系统的建立将有效地利用资源数据，提高区划工作的水平与效率，为整个农业生产管理计算机辅助支持系统的建立打下基础。本文的第一章至第三章，在总体上论述了农业生产管理体系与计算机辅助支持问题，第四章至第六章则从系统工程、模式识别与系统科学的角度提出了农业区划数学分析方法。根据农业区划工作的特点与以往工作的经验，把层次分析法（AHP）与模拟退火聚类分析算法引入到农业区划，有效地提高了农业区划中的定性与定量相结合的处理能力。第七章研究了农业区划决策支持系统ARDSS的初步设计，给出了系统的结构设计及软件设计的步骤。本文的工作是在中科院中计委地理所资源与环境信息系统实验室完成的，是该室89年计划中的一项课题，得到了中科院基金支持。

塔里木盆地柯坪-巴楚露头区白云岩成岩作用机理研究

Through field outcrop dolomite observation, laboratory petrography (macroscopy, microscopy, cathodeluminescence and scan electronic microscopy), geochemistry (carbon-oxygen-strontium isotopes and trace elements) and fluid inclusion microthermometry study in Keping-Bachu area of Tarim Basin, it can be inferred that there are existing eight dolomite texture types within four evolution phases in Keping-Bachu area of Tarim Basin. The paragenesis of different dolomite texture types and associated minerals in Keping-Bachu area has been established. The carbon and oxygen isotopes of saddle dolomites and matrix dolomites overlap greatly. The Strontium isotopes results of Keping-Bachu outcrop area show that the strontium isotopes differentiation of the matrix and saddle dolomites is not obvious, the reason of which is that there is thousands of Cambrian-Ordovician dolomite strata below the stratum bearing the saddle dolomite. In the process of the heat flow upward migration, the isotopes of the heat interacts with the host rock, which leads to the similarity betwwen the strontium of the saddle dolomite and matrix dolomite. The strontium isotope of the saddle dolomite is not very radiogenic. the six types samples within four phases in the study area show Eu negatively. Comparing to the other types of samples, the δEu of saddle dolomite is relatively high falling into the range of 0.510-0.874, which shows that the saddle dolomite forms in the hydrothermal setting and is affected by the hydrothermal activity to some extend.The Lan/Ybn of saddle dolomite is high up to 15.726, which means that the HREE is very rich. It belongs to the typical hydrothermal genesis model. The δCe of saddle dolomite is positive anomaly, which is the result of high effect from the land source debris. The homogeneous temperature of the saddle dolomite falls into two ranges 110-120℃ and 125-160℃, after pressure correction, they are 141-152℃，157.5-196℃, the salinity of the saddle dolomite can reach to 20-25%. With the comparing with the burial history, the Th of the saddle dolomite is high than the ambient strata temperature, these data show that the saddle dolomite is of hydrothermal origin. The evolution trend of different dolomite and associated minerals is from matrix dolomite, dolomite cementation, saddle dolomite, quartz to calcite. Alonging with this evolution trend, the temperature of the diagenetic flow initiated from 80-100℃, after rising to 135-160℃, then gradually declined. Finally, a structurally-controlled dolomitization model is established in Keping-Bachu area of Tarim Basin.

准噶尔盆地热历史与油气

Based on the temperature data from 196 wells and thermal conductivity measurements of 90 rock samples, altogether 35 heat flow data are obtained. The results show that the Junggar basin is a relatively "cold basin" at present. The thermal gradients vary between 11.6 and 26.5 ℃/km, and the thermal conductivity change from 0.17 to 3.6 W/mK. Heat flow ranges from 23.4 to 53.7 mW/m~2 with a mean of 42.3 ± 7.7 mW/m~2. The heat flow pattern shows that heat flow is higher on the uplifts and lower on the depressions. The overall low present-day heat flow in the Junggar Basin reflects its stable cratonic basement and Cenozoic tectonothermal evolution characterized by lithospheric thickening, thrust and fault at shallow crust as well as consequently quick subsidence during the Late Cenozoic. The study of the basin thermal history, which is one of the important content of the basin analysis, reveals not only the process of the basin's tectonothermal evolution, but also the thermal evolution of the source rocks based on the hydrocarbon generation models. The latter is very helpful for petroleum exploration. The thermal history of the Junggar basin has been reconstructed through the heat flow based method using the VR and Fission track data. The thermal evolutions of main source rocks (Permian and Jurassic) and the formations of the Permian and the Jurassic petroleum systems as well as the influences of thermal fields to petroleum system also have been discussed in this paper. Thermal history reconstruction derived from vitrinite reflectance data indicates that the Paleozoic formations experienced their maximum paleotemperature during Permian to Triassic with the higher paleoheat flow of around 70-85 mW/m~2 and the basin cooled down to the present low heat flow. The thermal evolution put a quite important effect on the formation and evolution of the petroleum system. The Jurassic petroleum system in the Junggar basin is quite limited in space and the source rocks of Middle-Lower Jurassic entered oli-window only along the foreland region of the North Tianshan belt, where the Jurassic is buried to the depth of 5-7 km. By contrast, the Middle-Lower Permian source rocks have initiated oil and gas generation in latter Permian to Triassic, and the major petroleum systems, like Mahu-West Pen 1 Well, was formed prior to Triassic when later Paleozoic formation reached the maximum paleotemperature.

铅同位素“双稀释剂”同位素定年法计算方法研究

铅同位素研究已广泛应用于模式定年、成矿物质来源示踪和化探找矿评价等许多领域。铅同位素“双稀释剂”同位素定年法是当前应用较广的一种铅同位素定年方法。双同位素稀释法的目的在于校正质量鉴别效应，提高测定精度。由于实验条件和分析技术的改善和提高，使铅同位素“双稀释剂”测定精度和准确度大大提高，从而铅同位素“双稀释剂”同位素定年法也将得到更为广泛的应用。本文主要是研究该法的计算，分析样品中元素量的计算，并结合几种岩石年龄方法(Pb-Pb等时线法、不一致线模式计算法、三阶段模式计算等)的计算，归纳总结出计算样品中元素量和岩石形成年龄的方法。

岩溶生态系统土壤及表生植被某些特性变异与石漠化的相关性

岩溶山地石漠化是一种与脆弱生态地质背景和人类活动相关联的土地退化过程。本文以重庆市典型岩溶山地为例，探讨了岩溶生态系统土地利用方式与土壤机械组成、土壤水稳性团聚体、土壤有机质、土壤种子库、植被类型的关系。结果表明，经开垦利用后，岩溶环境土壤表层砂化现象更加明显。土地利用强度越大，对土壤团粒结构的破坏也越大，林地、灌草坡对水分的保持能力强，土地利用强度较大的土壤保水能力相对较弱，土壤有机质受土地利用强度的明显影响。土地利用强度越大，木本植物种子越少，草本植物种子越多，且以农田杂草为主。土地利用方式的变化(如陡坡开垦)是对次生植被及其种子库的主要威胁。

浙江煤山二叠-三叠系界线剖面有机和无机碳同位素变化与古环境

浙江长兴煤山D剖面196个碳酸盐岩样品无机和有机碳同位素δ^13Ccarb和δ^13Corg变化趋势表明，煤山地区晚二叠世末为比较封闭的局限海沉积环境，早三叠世初期经局限和开阔海环境交替出现渐变为海水循环良好的广海沉积环境。长兴期的海进作用使海洋初始生产率升高，可能是引起长兴组葆青段碳同位素变重的主要原因；海洋CO2浓度增高可能是长兴组煤山段δ^13Corg出现负漂移的原因。二叠纪末期全球性海平面下降以及火山作用可能是使生态系统崩溃、引起二叠-三叠系(P-T)界线附近生物绝灭的外部原因，也是使海洋中^12C输入量增加导致过渡层碳同位素变轻的主要原因。二叠纪晚期生物绝灭经历了由渐变到突变的过程。δ^13Corg在生物绝灭后才出现大幅度负漂移，可能是由于营光合作用的浮游植物不一定因海洋缺氧以及其他生物的绝灭而停止生长，当海水酸度超过浮游生物忍耐限度时，才导致浮游生物大量死亡。殷坑组δ^13Corg和δ^13Ccarb呈上升趋势，说明经历过P-T生物大绝灭后，早三叠世海洋生产率逐渐升高，生物开始复苏。

锂同位素在环境地球化学研究中的新进展

锂的两个稳定同位素(6Li 和7Li) 相对质量差较大,因此易产生明显的同位素分馏。业已查明,自然界中δ7Li值的变化在240 ‰和+ 50 ‰之间。其中较小的δ7Li 值见于海相生物碳酸盐样品,较大的δ7Li 值见于某些盐湖卤水以及有孔虫的样品。由于明显的同位素分馏和不同地质体中截然不同的δ7Li 值,锂同位素应用十分广泛,且在壳2幔演化、陆壳风化、卤水和污染水体示踪等研究领域取得显著成效。

湘中锡矿山式锑矿成矿物质来源探讨

本文从地屡舍矿性、同岩泉活动的关系厦同住素组成特扯等几十方面进行分析，以阐明湘中鹄矿山式锑矿成矿抽质来源于构造岩策活化作用形成的区域性深郜上升流体。虽煞赋矿层住相对集中，但不存在明显的锑矿源屡。铅同住素矸究表明矿石铅来源于深郜均化紊件下的铅同往素演化系统．与围岩地屡铅同住素明显车同。硫同住素显示矿石硫为均一化程度较高的混合漾源硫。包裹体水氢、氧同住素组成舟于太气降水与初生水之问，为混合水类型。

重庆城口地区早前寒武系黑色岩系研究：（1）铂族元素成矿潜力评估

重庆城口地区从震旦统到下寒武统发育有丰富的黑色岩系，20世纪末期在该地区黑色岩系中开展了大量的铂族元素（PGE）的找矿工作，但是由于种种原因，关于该地区是否存在PGE矿化异常，还没有得到最终的结论。本次研究在PGE分析方法论证的基础上，进行了大量样品的PGE分析和微量元素分析。主要结论如下：①区域上上震旦统槽区和断块区两套黑色岩系在原始的沉积环境和物源供给上有较大的差异，虽然槽区上震旦统的黑色岩系具有和下寒武统黑色岩系相似但强度较低的V-Cu-Y-Mo—U异常，但基本上不具有明显的PGE-Au-Ag异常。②断块区水井沱组黑色岩系：和平剖面西段新发现的U-V-Mo-PGE异常可能是今后工作的重点，Pt＋Pd最高达248．9×10^-9,局部U-V都达到了工业品位。③槽区巴山组硅质岩：四个剖面都揭示了在硅质岩中广泛存在连续的PGE异常，87个碳质硅质岩平均含Pt＋Pd 57．2×10^-9，有10个样品Pt＋Pd〉100×10^-9，最高达196．5×10^-9；大部分碳质硅质岩都具有不同程度的V-Cu-Y-Mo-Tl-U组合异常，V都达到了独立矿床的品位要求，其中猪草河、燕子河等剖面还存在厚度较大的富矿地段，特别是燕子河剖面，局部还存在REE＋Y的高异常，值得深入研究。④城巴地区下寒武统黑色岩系存在广泛的PGE异常，但没有达到PGE的矿化要求，建议加强该地区的钒矿和铀矿勘探研究，PGE可以综合评价。

银额盆地查干凹陷火山岩地球化学特征

查干凹陷位于银额盆地东部查干德勒苏坳陷的中央,行政区划隶属内蒙古自治区乌拉特后旗,主体是在晚古生代褶皱基底上发育起来的中新生代断陷,面积约2000 km2.广泛分布的火山岩是查干凹陷的一个特色,火山岩作为沉积盆地特定演化阶段的产物,记录了凹陷沉积、构造、油气成藏等诸多方面的信息,而且钻井资料又显示孔缝发育的层段可以作为重要的储集层,致密火山岩可作为区域性的盖层,因而具有重要的研究意义.

贵州牛角塘镉锌矿床中发现原生硫镉矿

在贵州牛角塘镉锌矿床中既有次生硫镉矿的存在，也发现了原生硫镉矿。硫镉矿的产状如下：①呈包裹 体形式产于硫化物中；② 以不规则晶粒赋存于硫化物粒间：③ 形成硫镉矿．方铅矿细脉或硫镉矿微脉穿插硫化 物：④分布在黄铁矿中方铅矿或闪锌矿周围；⑤被菱锌矿胶结并交代，形成硫镉矿残骸状角砾；⑥组成菱锌矿． 硫镉矿疏松集合体或菱锌矿．硫镉矿细脉；⑦呈皮壳状或薄膜状分布在氧化矿石表面或裂隙面上。前五种形式 产出的硫镉矿为原生硫镉矿，主要分布在原生矿石或弱氧化的矿石中。后两种产状的硫镉矿为次生硫镉矿， 分布于氧化矿石晶洞中或矿石表面和裂隙面上。并从Cd、zn地球化学特性、热力学和结晶化学性质探讨了原 生硫镉矿形成机制。

华南下寒武统层序框架的初步构建―以遵义松林地区为例

华南下寒武统保存着国际著名的生物群（如澄江生物群），同时蕴藏着磷块岩、重晶石、稀土及Ni-Mo-PGE等丰富的矿产资源，因此，它一直为地质科学家们持续关注的热点之一。关于华南下寒武统的研究，前人在古生物学方面已经取得了卓著的成就，主要表现在国际权威期刊上（如期刊《Science》和《Nature》）已发表大量的关于澄江生物群的研究成果，对早期生命演化研究具有重要而广泛的影响。然而，华南下寒武统年代学及国际对比研究方面已明显滞后，公开发表的华南下寒武统的高精度、可靠的锆石U-Pb年龄数据至本研究论文截稿时止仍然仅有唯一的一个，即Jenkins et al. (2002)报道的国际前寒武系-寒武系界线层型候选剖面―云南晋宁梅树村剖面的朱家菁组中谊村段中部（第5层）钾质斑脱岩锆石SHRIMP U-Pb年龄（538.2 ± 1.5 Ma）。因而，华南下寒武统中的重要生物群、矿床及具全球对比意义的C同位素漂移事件缺乏地层精确年龄的约束，进而制约了早期生命演化理论、矿床成因解释及地层国际对比等方面研究的发展。 近来，发现华南下寒武统赋存独特的钾质斑脱岩层，它们在横向上广泛分布于云南东部、四川峨眉麦地坪、贵州西部（如织金和金沙岩孔）及北部（如遵义松林）、湖北宜昌泰山庙和湖南张家界等地区，在地层序列垂向上主要产出于朱家菁组中谊村段中部、石岩头组底部以及它们的相当层位。这些钾质斑脱岩既是建立地层框架等时层潜在的物质基础，亦是获取地层精确锆石U-Pb年龄的具重要意义的研究对象之一。因此，对它们进行系统研究可望改观华南下寒武统年代学及国际对比研究方面的落后现状。 同时，华南下寒武统广泛产出的磷块岩既具有重要的资源价值，另一方面，任一磷块岩层代表着一次独立的成磷事件，因而将华南地区下寒武统磷块岩进行区域上的对比研究，从而以磷块岩层作为等时层，对构建华南下寒武统地层框架具有重要的地层学意义。 此外，华南下寒武统产出的Ni-Mo多元素富集层广泛分布于扬子地台范围，西起云南东部，东部延至浙江诸暨地区，在NE-SW向延伸近1600 km，它既代 表了重要的成矿事件，亦为关键的地球化学异常层位。因此，对Ni-Mo多元素富集层进行区域上的对比研究，明确它在华南下寒武统各重要剖面的产出位置，对于构建华南下寒武统层序框架具有重要意义。 遵义松林地区的下寒武统因赋存Ni-Mo-PGE矿床及与滇东地区澄江生物群相当的遵义生物群而日益受到国内外地质学家们的广泛关注。该区牛蹄塘组底部产出磷块岩、钾质斑脱岩及Ni-Mo多元素富集层，与滇东地区梅树村剖面出露的地层具有潜在的可对比性。因此，本研究选取近年来日益受科学家们关注的遵义松林地区下寒武统作为研究对象，重点对该区牛蹄塘组底部的钾质斑脱岩开展矿物学、地球化学和年代学研究。同时，将遵义松林地区下寒武统剖面上磷块岩、钾质斑脱岩、Ni-Mo多元素富集层主要与滇东地区梅树村剖面的相应岩层进行地球化学对比研究。研究的目的在于通过对华南地区上述两条代表性的下寒武统剖面进行地层对比研究，初步构建华南下寒武统具时间、空间涵义的层序框架，从而约束华南下寒武统中的重要生物群、矿床及具全球对比意义的C同位素漂移事件的时间，进一步促进华南下寒武统的划分和全球对比。论文获得以下主要结论性认识： （1）滇东地区朱家菁组中谊村段中部钾质斑脱岩及其邻近的磷块岩可构成华南下寒武统层序框架的第一个标志层。这一标志层在贵州大部分地区（或华南地区的多数下寒武统剖面）缺失。该标志层的磷块岩稀土元素总量和Y含量高于新元古代陡山沱期磷块岩，低于遵义松林地区牛蹄塘组底部及其华南其它地区相当层位（石岩头组底部及戈仲伍组）的磷块岩。第一个标志层的钾质斑脱岩的原始岩浆为亚碱性系列的酸性岩浆，其典型特征为具有较低的Zr（变化范围144×10-6~291×10-6，平均196.4×10-6）、Nb（变化范围10×10-6~13×10-6，平均11.86×10-6）含量和较高的Zr/Nb比值（变化范围为12.63~24.24，平均值为16.55）。这一层钾质斑脱岩的锆石U-Pb年龄为538.2±1.5 Ma（Jenkins et al., 2002）。 （2）遵义松林地区牛蹄塘组底部钾质斑脱岩和磷块岩分别相当于滇东地区石岩头组底部钾质斑脱岩和磷块岩，它们构成华南下寒武统层序框架的第二个标志层。该标志层中钾质斑脱岩的原始岩浆性质为中性岩浆，其碱性程度高于朱家菁组中谊村段中部钾质斑脱岩的原始岩浆。相对于中谊村段中部钾质斑脱岩，该层位的钾质斑脱岩具有高的Zr(变化范围187.0910-6~391.5710-6，平均值318.4010-6)、Nb（49.6910-6~140.0010-6，平均值90.6810-6）含量和低的Zr/Nb（2.60~4.32，平均值3.61）比值。该钾质斑脱岩的年龄为518 ± 5 Ma。该标志层的磷块岩以极其富REE和Y为特征，其稀土元素总量平均值为636.01×10-6，Y含量平均值262.43×10-6，明显高于滇东地区中谊村段磷块岩（∑REE平均值为195.45×10-6，Y含量平均值为91.2310-6），它们代表早寒武世时期一次特殊的以极其富REE和Y为特征的成磷事件。 （3）Ni-Mo多元素富集层可以作为构建华南下寒武统层序框架中的第三个等时标志层。滇东地区梅树村剖面的Ni-Mo多元素富集层被重新校正在玉案山组底部（即13层，Ni、Mo含量分别为135×10-6和583×10-6）。Ni-Mo多元素地球化学标志层的典型特征为在剖面上具Ni、Mo等多种微量元素及贵金属元素的最高异常。该标志层的Re-Os年龄为537~542 Ma，可能代表的不是地层层序的年龄。 （4）初步建立华南下寒武统时间框架。约束了华南地区下寒武统Ni-Mo-PGE矿床的下限年龄应为518 ± 5 Ma。同时，该时间框架亦约束了滇东地区澄江生物群及最古老三叶虫的下限年龄（518 ± 5 Ma），考虑到石岩头组底部钾质斑脱岩的产出位置与玉案山组中部澄江生物群的产出层位存在相当的距离（大于80 m），因此，前人对澄江生物群的推测年龄（525~530 Ma）可能有些偏老。此外，初步约束了华南地区具全球对比意义的C同位素正漂移事件的年龄（538~518 Ma）。该时间框架是建立在两个相互支持的地层高精度锆石SHRIMP U-Pb年龄的基础之上，而国际前寒武系-寒武系界线年龄的最新研究成果为542 Ma，因此，它支持将华南地区的前寒武系-寒武系界线置于朱家菁组中谊村段中部钾质斑脱岩层（第5层）的下伏地层的方案。结合华南地区最新的地层古生物学研究成果（朱茂炎等，2001；Zhu et al., 2003），将这一界线置于朱家菁组中谊村段底界可作为一种合理的选择。

Total analytical method for Radix astragali extract using two-binary multi-segment gradient elution liquid chromatography

There is an urgent need for thorough analysis of Radix astragali, a widely used Chinese herb, for quality control purposes. This paper describes the development of a total analytical method for Radix astragali extract, a multi-component complex mixture. Twenty-four components were separated step by step from the extract using a series of isocratic isopropanol-methanol elutions, and then 42 components were separated similarly using methanol-water elutions. Based on the log k(w) and -S of the 66 components obtained from the above procedure and the optimization software developed in our laboratory, an optimum elution program consisting of seven methanol-water segments and four isopropanol-methanol segments was developed to finish the task of analyzing the total components in a single run. Under optimized gradient conditions, the sample of Radix astragali extract was analyzed. As expected, most of the components were well separated and the experimental chromatogram was in a good agreement with the predicted one.