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基于激光SLAM和AprilTag融合的温室移动机器人自主导航方法

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农业机械学报 2024年

作者：张文翔卢鑫羽张兵园贡宇任妮张美娜江苏省农业科学院农业信息研究所/农业农村部长三角智慧农业技术重点实验室

为提高温室环境下移动机器人的自主导航精度与效率，提出一种多传感器融合的自主导航方法。设计搭建了基于多维激光雷达、高清工业相机与边缘计算设备的温室移动机器人平台。首先，为提高建图效率与精度，采用Gmapping算法构建二维栅格... 详细信息

为提高温室环境下移动机器人的自主导航精度与效率，提出一种多传感器融合的自主导航方法。设计搭建了基于多维激光雷达、高清工业相机与边缘计算设备的温室移动机器人平台。首先，为提高建图效率与精度，采用Gmapping算法构建二维栅格地图，其输入为三维激光雷达点云滤波后的二维点云数据以及采用RF2O算法得到的里程计数据。然后，针对设施栽培垄道狭长、对称、重复的环境特点，提出AprilTag定位校正方法，解决移动机器人的定位丢失问题。最后，使用Dijkstra算法和DWA算法分别规划机器人的全局和局部导航路径。基于三维运动捕捉系统评估移动机器人的定位精度，试验结果表明，在速度0.4、0.3、0.2m/s下，移动机器人纵向定位误差平均值均小于0.070m，标准差均小于0.050m;横向定位误差平均值均小于0.120m，标准差均小于0.092m。在生产温室内开展了移动机器人的自主导航性能评估试验，试验结果表明，速度0.4、0.3、0.2m/s下，移动机器人实际行驶轨迹与期望轨迹之间的横向偏差平均值均小于0.050m，标准差均小于0.032m，航向偏差平均值均小于2.2°，标准差均小于1.5°。移动机器人的定位与导航精度能够满足设施内的连续稳定作业需求。

关键词：温室移动机器人多传感器融合自主导航定位校正路径规划

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微生态制剂作用机制及对畜禽免疫功能的影响

畜牧业环境 2024年第4期 10-12页

作者：张文翔固始县动物卫生监督所河南信阳465200

随着畜禽养殖规模的扩大和生产环境的复杂化,动物免疫力下降、疾病易发等问题日益突出,给养殖业的可持续发展带来了挑战。微生态制剂作为一种生物制剂,在近年来备受关注,其主要是利用有益微生物(如益生菌、酵母菌等)及其代谢产物作为活... 详细信息

随着畜禽养殖规模的扩大和生产环境的复杂化,动物免疫力下降、疾病易发等问题日益突出,给养殖业的可持续发展带来了挑战。微生态制剂作为一种生物制剂,在近年来备受关注,其主要是利用有益微生物(如益生菌、酵母菌等)及其代谢产物作为活性成分,通过口服或添加到饲料中调节动物肠道菌群结构,增强动物免疫功能,改善动物消化吸收能力,从而提高畜禽的健康水平和生产性能。目前微生态制剂的研究与应用成为畜禽养殖业发展的新方向。基于此,本文就微生态制剂作用机制及其对畜禽免疫功能的影响进行了分析,以期为当前畜禽养殖工作的健康开展提供科学的参考依据。

关键词：微生态制剂作用机制畜禽免疫功能

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高海拔地区无人机倾斜摄影建模方法研究

通讯世界 2024年第5期31卷 193-195页

作者：张文翔西藏民族大学陕西咸阳712082

物质文化遗产是不可再生的宝贵资源。随着城市化进程加快及自然灾害频发,不少偏远地区的古代遗址、建筑由于缺乏有效的保护而面临着巨大的威胁。现阶段,西藏自治区在大面积高精度实景建筑建模方面积累的经验有限,后期修复也缺少实质性... 详细信息

物质文化遗产是不可再生的宝贵资源。随着城市化进程加快及自然灾害频发,不少偏远地区的古代遗址、建筑由于缺乏有效的保护而面临着巨大的威胁。现阶段,西藏自治区在大面积高精度实景建筑建模方面积累的经验有限,后期修复也缺少实质性的高精度参考模型。无人机倾斜摄影建模及虚拟现实交互的高精度、高效率、一体化建模方案可快速、有效地解决上述问题。基于此,探讨在高海拔地区应用无人机倾斜摄影进行建模的方法,重点研究了西藏自治区古建筑数字化保护,探讨适应高海拔地区独特环境的无人机倾斜摄影建模技术路线,为特殊场景和复杂地形中的低成本、高效率、高精确度的三维建模提供有价值的建议,为文化遗产数字化保护和未来虚拟城市的发展研究提供参考。

关键词：无人机高海拔倾斜摄影三维建模古建筑保护

输电线路单群锚基础抗拔特征差异的现场试验研究

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地质科技通报 2024年

作者：张文翔崔强邱昊茨陆洲奚邦禄张振华中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司中国电力科学研究院有限公司国网泉州供电公司合肥工业大学土木与水利工程学院

为研究输电线路单锚与群锚基础抗拔承载特征差异，采用理论分析和现场试验相结合的研究方法，首先根据结构特点，从受力与变形两方面分析了单锚与群锚的承载机制；然后以输电线路基础工程中常用的全长黏结型锚杆为研究对象，选取位于福... 详细信息

为研究输电线路单锚与群锚基础抗拔承载特征差异，采用理论分析和现场试验相结合的研究方法，首先根据结构特点，从受力与变形两方面分析了单锚与群锚的承载机制；然后以输电线路基础工程中常用的全长黏结型锚杆为研究对象，选取位于福建泉州地区的花岗岩地基作为试验场地，分别开展了3组单锚、4组群锚的现场足尺拉拔试验，采用位移传感器测试基础与地基变形、采用光频域反射光纤传感技术（OFDR）测试锚杆应变，分析得到试验基础的荷载位移曲线以及锚杆界面内力分布；最后对受力过程中两类锚杆基础的变形破坏机制进行对比分析。结果表明：单锚与群锚荷载位移曲线特征存在差异，群锚反映出的塑性变形特征较单锚明显；加载前半段，锚杆体系位移以锚筋拉伸为主，加载后半段，以锚岩界面滑移为主；锚杆截面轴向应力沿深度方向逐渐减小，且最终在2～3m左右深度处趋于0；拉拔荷载作用下的单锚破坏模式与基岩饱和单轴抗压强度有关，而群锚的破坏模式与组成的单锚数量有关；工程中建议以群锚基础试验获得锚岩界面黏结强度为设计依据。

关键词：输电线路锚杆基础现场上拔试验分布式光纤锚岩黏结强度

金川三矿区1438 m水平围岩松动圈分布特征和变化规律研究

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矿业研究与开发 2024年第7期44卷 117-124页

作者：张文翔王文杰朱大铭张鹏强武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 金川集团股份有限公司三矿区甘肃金昌市737100 镍钴共伴生资源开发与综合利用全国重点实验室甘肃金昌市737100 金川镍钴研究设计院有限责任公司甘肃金昌市737100

针对金川三矿区巷道支护中围岩松动圈差异造成的影响,以1438 m水平巷道为研究对象,采用声波测试法进行松动圈现场测试,获得了不同围岩巷道两帮松动圈厚度,建立了1438 m水平不同围岩巷道松动圈数值计算模型,研究了不同围岩松动圈分布特征... 详细信息

针对金川三矿区巷道支护中围岩松动圈差异造成的影响,以1438 m水平巷道为研究对象,采用声波测试法进行松动圈现场测试,获得了不同围岩巷道两帮松动圈厚度,建立了1438 m水平不同围岩巷道松动圈数值计算模型,研究了不同围岩松动圈分布特征,以及岩体力学参数对松动圈厚度的影响。研究结果表明:金川三矿区1438 m分段底板处松动圈厚度最大,其次是顶板、两帮、拱肩,底角处松动圈厚度最小;混合岩在不同位置的松动圈厚度普遍较大,超基性岩次之,角闪岩在不同位置的松动圈厚度普遍较小;松动圈厚度随黏聚力、内摩擦角的增大呈指数型减小,随黏聚力的减小速率缓慢降低,随内摩擦角的减小速率缓慢升高。研究结果可为三矿区围岩巷道支护方案的设计提供理论依据。

关键词：金川三矿区巷道支护松动圈厚度分布特征数值模拟

滇中高原湖泊湖滨带土壤生态化学计量特征及影响因素研究

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环境科学与技术 2024年第4期47卷 187-196页

作者：杨坤武尹鹏飞尹继清熊静贾雨欣张文翔云南师范大学地理学部云南省高原地理过程与环境变化重点实验室云南昆明650500 云南省高校高原地表过程与环境变化重点实验室云南昆明650092

湖滨带是地球化学元素循环高度活跃且极易受环境变化与人类活动影响的敏感地带。文章通过对滇中湖泊杞麓湖湖滨带土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量的分析,结合冗余分析和结构方程模型等,研究了土壤生态化学计量的时空变化特征及其与土壤理... 详细信息

湖滨带是地球化学元素循环高度活跃且极易受环境变化与人类活动影响的敏感地带。文章通过对滇中湖泊杞麓湖湖滨带土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量的分析,结合冗余分析和结构方程模型等,研究了土壤生态化学计量的时空变化特征及其与土壤理化性质间的耦合关系。结果表明,杞麓湖湖滨带土壤总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)平均含量分别为31.97、1.79、1.01 g/kg。雨季土壤TOC、TN含量低于旱季,在湖滨带结构上均呈现水向带>消落带>陆向带的特征,且随土壤深度的增加而降低,TP时空差异不显著。土壤C∶N、C∶P和N∶P平均值分别为23.08、41.38、2.10,表明湖滨带土壤有机质的分解速率较慢,释放有效磷的潜力大,植物生长易受到氮的限制,而磷的高含量将影响杞麓湖流域生态环境保护。土壤容重、含水率和黏土含量通过改变其C、N、P含量,进而影响土壤生态化学计量比。

关键词：生态化学计量湖滨带时空特征杞麓湖偏最小二乘法结构方程

基于机器学习KNN方法的星云湖表层沉积物氮、磷元素空间分布及驱动因素研究

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生物学杂志 2024年第1期41卷 82-87页

作者：熊静尹鹏飞贾雨欣尹继清张文翔云南师范大学地理学部云南省高原地理过程与环境变化重点实验室昆明650500

通过测定星云湖23个表层沉积物中氮、磷元素含量,结合该湖泊不同时期的营养盐数据和机器学习K近邻(KNN)、反距离权重(IDW)、普通克里金(OK)及核平滑(KS)方法,分析表层沉积物中氮、磷元素含量的空间分布特征及各插值模型预测的精度,研究... 详细信息

通过测定星云湖23个表层沉积物中氮、磷元素含量,结合该湖泊不同时期的营养盐数据和机器学习K近邻(KNN)、反距离权重(IDW)、普通克里金(OK)及核平滑(KS)方法,分析表层沉积物中氮、磷元素含量的空间分布特征及各插值模型预测的精度,研究星云湖氮、磷浓度持续增加的影响因素,探讨机器学习KNN算法在湖泊表层沉积物氮、磷元素含量预测中的优势。结果表明:星云湖表层沉积物TN含量在0.56%~0.86%,平均值为0.71%;TP含量介于0.57%~0.91%,平均值为0.78%。4种算法模型插值预测的氮、磷元素空间分布具有一定的相似性,但在不同时期KNN算法的空间插值预测误差最小,拟合精度高于传统插值模型,并将其运用于已有的相关研究结果中,发现在氮、磷浓度相对较低时KNN模型的空间预测精度更高。研究表明,星云湖表层沉积物氮、磷元素浓度整体呈上升趋势,其不同时期和空间上的差异主要由流域内土地利用类型、农业面源及湖泊自然要素等影响。研究结果将为低纬高原湖泊表层沉积物营养盐空间预测及湖泊生态保护提供一定参考。

关键词：低纬高原湖泊表层沉积物营养元素机器学习空间插值

A^(2)O和MBR组合工艺在寒冷地区污水处理中的应用分析

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能源与节能 2024年第3期 65-67页

作者：吴鹏涛张文翔国能辽宁环保产业集团有限公司辽宁沈阳110000

为进一步探究寒冷地区污水处理效果的提升路径,以一污水处理厂冬季出水水质不达标为研究对象,确定采用A^(2)O (Anaerobic-Anoxic-Oxic,厌氧-缺氧-好氧)工艺与MBR (Membrane Bio-Reactor,膜生物反应器)工艺相结合的方式进行污水处理,在... 详细信息

为进一步探究寒冷地区污水处理效果的提升路径,以一污水处理厂冬季出水水质不达标为研究对象,确定采用A^(2)O (Anaerobic-Anoxic-Oxic,厌氧-缺氧-好氧)工艺与MBR (Membrane Bio-Reactor,膜生物反应器)工艺相结合的方式进行污水处理,在设计整体方案的基础上,对具体的工艺流程及参数等内容进行全面优化设计,以完成工艺设计。从实际运行效果来看,设计的A^(2)O和MBR组合工艺在寒冷地区污水处理中取得相对较优的效果,证明其具有一定的实际应用价值。

关键词：组合工艺污水处理工艺设计 A^(2)O MBR

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城市污水厂污泥处置工艺研究

中国资源综合利用 2024年第9期42卷 255-257页

作者：吴鹏涛张文翔国能辽宁环保产业集团有限公司

为进一步探究城市污水厂污泥处理工艺的优化路径，以某污水处理厂污泥处置现状为研究案例，根据其污泥处置效率偏低的问题，经过多方面综合比选，选择采用基于就地干化处理技术的污泥处置工艺。实践结果表明，该处置工艺的出泥含水率始... 详细信息

为进一步探究城市污水厂污泥处理工艺的优化路径，以某污水处理厂污泥处置现状为研究案例，根据其污泥处置效率偏低的问题，经过多方面综合比选，选择采用基于就地干化处理技术的污泥处置工艺。实践结果表明，该处置工艺的出泥含水率始终维持在较低水平，为后续的资源化利用打下良好的基础，具有一定的应用价值。

关键词：污水处理污泥处理处理工艺