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基于激光SLAM的推料机器人自主导航系统研究

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基于激光SLAM的推料机器人自主导航系统研究

作者：臧恩彤齐鲁工业大学

学位级别：硕士

随着我国农业的蓬勃发展,畜牧业的现代化和智能化需求的增加,国内也正在积极推动畜牧业相关智能设备的研发和应用。推料机器人是移动机器人技术在畜牧业中的一种应用,在移动机器人的基础上加装推料结构,能够实现畜牧养殖中家畜的精准饲... 详细信息

随着我国农业的蓬勃发展,畜牧业的现代化和智能化需求的增加,国内也正在积极推动畜牧业相关智能设备的研发和应用。推料机器人是移动机器人技术在畜牧业中的一种应用,在移动机器人的基础上加装推料结构,能够实现畜牧养殖中家畜的精准饲喂。但规模化的畜牧养殖环境较为复杂,推料机器人的应用要求推料机器人能够实现准确的环境地图构建和路径规划,因此本文研究了基于激光SLAM的推料机器人导航系统,能够准确的构建环境地图,并在地图的基础上完成高效的路径规划和避障,根据规划路径完成导航。本文的研究工作主要有:（1）根据畜牧业应用场景,研究推料机器人整体设计方案,使用二维激光雷达采集环境数据,设计基于Ubuntu22.04系统和ROS2-Humble的推料机器人软件平台。根据推料机器人尺寸分析并建立其空间坐标系模型和运动模型,求解控制机器人运动需要的各项参数。（2）针对SLAM中环境地图的多种表示方式,通过比较分析选择概率栅格地图作为本文的地图形式,并建立其状态模型。研究基于粒子滤波的Gmapping算法和基于图优化的Cartographer算法,分别在仿真环境中进行地图构建实验,分析比地图构建结果,选择能够准确建立环境地图的Cartographer算法作为推料机器人的地图构建算法。（3）针对传统A算法路径规划时搜索栅格数量较多的问题,本文引入地图占用栅格密度ρ来优化启发函数的权重,在保障路径最优的同时减少了栅格搜索数量。针对传统A算法规划的全局路径冗余节点和拐点较多的问题,引入直线路径简化方法删除路径上的冗余节点,实现路径的平滑处理。最后通过在MATLAB进行算法仿真实验,证明了优化A算法的进步。针对避障和DWA算法不考虑全局最优路径等问题,本文将优化A算法和DWA算法进行融合,并通过仿真验证了融合算法能够在保证路径最优的前提下实现准确避障。（4）仿真实验都处于理想状态下,现实环境往往更加复杂,针对仿真验证后的各个算法,进行算法调试并应用到推料机器人中,设计并进行实机实验,测试各个算法在实机应用中的效果。通过在实验环境中添加障碍物测试推料机器人的避障能力,在实验过程中推料机器人能够准确识别并绕过障碍物,验证了本课题研究的推料机器人导航系统在实际应用中的可行性。

关键词：推料机器人激光SLAM 路径规划导航系统

长春市农户黑土地保护性技术采纳意愿及影响因素分析

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长春市农户黑土地保护性技术采纳意愿及影响因素分析

作者：臧佳敏吉林大学

学位级别：硕士

黑土地被誉为“耕地中的大熊猫”,是世界上最肥沃的土壤。长春市黑土地上产出粮食约占全国粮食总产量的四分之一,长春市的黑土地不仅具有农产品产出功能,在维护生态平衡和生物多样性方面也发挥了重要作用。加强长春市黑土地保护,有利于... 详细信息

黑土地被誉为“耕地中的大熊猫”,是世界上最肥沃的土壤。长春市黑土地上产出粮食约占全国粮食总产量的四分之一,长春市的黑土地不仅具有农产品产出功能,在维护生态平衡和生物多样性方面也发挥了重要作用。加强长春市黑土地保护,有利于夯实粮食综合产能根基,确保国家粮食安全。然而,随着城市化进程的加快和农业活动的不断增加,长春市的黑土地面临着严重的退化和污染问题。过度开垦、不合理耕作、化肥农药的过量使用等因素导致黑土地土壤结构破坏、有机质含量下降、土壤侵蚀和水土流失等问题日益严重。这些问题不仅影响了黑土地的生产力和农产品的品质,还对生态环境和人体健康构成了潜在威胁。加强黑土地保护,有利于夯实粮食综合产能根基,确保国家粮食安全,更是关系到我国农业可持续发展、经济社会稳定以及生态安全的重要战略举措。采用保护性技术对于长春市黑土地的保护和可持续发展具有重要意义。首先,保护性技术可以维护黑土地的生态平衡和生物多样性,促进生态系统的稳定和健康发展。其次,保护性技术可以提高黑土地的生产力和农产品的品质,保障粮食安全和农业可持续发展。最后,保护性技术还可以推动长春市农业的转型升级和绿色发展,促进农业与生态环境的和谐发展。黑土地能否采用保护性技术在极大程度上取决于农户的行为认知,本文以农户作为研究主体,研究长春市农户黑土地保护性技术采纳意愿及影响因素,为推广黑土地保护性技术、提升黑土地保护效率和水平提供参考依据。本文根据农业可持续发展理论、土地可持续利用理论等,基于330份长春市农户采纳黑土地保护性技术意愿调研问卷数据,利用二元逻辑回归模型分析个人特征因素、家庭土地资源因素、政府政策因素以及认知水平因素如何影响农户采纳黑土地保护性技术意愿,得出以下四点结论:在农户个人特征中,年龄、文化水平、农业劳作人数和年收入显著影响农户采纳黑土地保护性意愿,而农户性别不会影响农户采纳黑土地保护性意愿;在家庭土地资源中,面积和集中度显著影响农户采纳黑土地保护性意愿,而是否为坡地、保护性可持续优势和对保护性增产增收知晓度不会影响农户采纳黑土地保护性意愿;在政府政策宣传上,政府宣传力度、补贴政策了解度、保护性技术服务培训度和邻居影响度显著影响农户采纳黑土地保护性意愿,而补贴政策满意度不会影响农户采纳黑土地保护性意愿;在农户认知接受水平上,农业机械获得度和黑土地保护性技术了解度显著影响农户采纳黑土地保护性意愿。基于上述分析,本文提出农户黑土地保护性技术采纳意愿提升的对策建议,要强化政府部门的引导,科学制定黑土地保护性技术推广规划;强化资金保障,提高政府财政补贴力度,减小农户采纳黑土地保护性技术的成本;积极开展宣传培训工作,完善技术指导,保证农户可以更好地了解技术优势,提高农户对黑土地保护性技术的采纳意愿。

关键词：黑土地保护保护性技术农户采纳理论长春市

基于混合正则化方法的结构载荷识别与响应重构

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振动与冲击 2024年第6期43卷 104-112页

作者：彭珍瑞周雪文兰州交通大学机电工程学院兰州730070

针对结构载荷识别与响应重构问题中存在的不适定性,提出一种最小平方残差(least square minimal residual,LSMR)算法与Tikhonov正则化方法相结合的混合正则化方法,实现利用结构有限测点的加速度响应识别载荷并重构未知的各类型响应。首... 详细信息

针对结构载荷识别与响应重构问题中存在的不适定性,提出一种最小平方残差(least square minimal residual,LSMR)算法与Tikhonov正则化方法相结合的混合正则化方法,实现利用结构有限测点的加速度响应识别载荷并重构未知的各类型响应。首先,基于时域状态空间模型构建结构的传递矩阵,并建立载荷识别与响应重构方程;其次,采用混合正则化方法改善载荷识别问题的不适定性,得到载荷的正则化解,并结合响应重构方程的传递矩阵对结构的位移、速度和加速度响应进行重构;最后,通过简支梁数值仿真和试验分析验证所提方法的可行性。结果表明,所提方法能改善重构方程的不适定性,从而对结构未知载荷和各类型响应进行有效重构。

关键词：载荷识别响应重构不适定性传递矩阵混合正则化

查耳酮衍生物改性的硅油包水型乳化剂的制备与性能

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精细化工 2024年第9期41卷 1958-1965页

作者：陈凤凤吴凡刘春环杨成江南大学化学与材料工程学院江苏无锡214026 合成与生物胶体教育部重点实验室江苏无锡214026

将查耳酮衍生物〔(E)-3-(4-烯丙氧基)苯基-1-(4-甲氧基苯基)丙-2-烯-1-酮〕(Methoxy-Cha)与烯丙基聚乙二醇(APEG-400)共同接枝到含氢硅油(含氢量0.18%)链上,合成了具有紫外吸收性能的硅油包水(W/Si)型乳化剂EMCD。以EMCD为乳化剂、6黏... 详细信息

将查耳酮衍生物〔(E)-3-(4-烯丙氧基)苯基-1-(4-甲氧基苯基)丙-2-烯-1-酮〕(Methoxy-Cha)与烯丙基聚乙二醇(APEG-400)共同接枝到含氢硅油(含氢量0.18%)链上,合成了具有紫外吸收性能的硅油包水(W/Si)型乳化剂EMCD。以EMCD为乳化剂、6黏度硅油为主油相,制备了EMCD稳定的硅油包水乳液,采用1HNMR表征了EMCD的化学结构,考察了不同EMCD质量分数和m(6黏度硅油)∶m(水)对乳液粒径、稳定性和流变性能的影响,测试了EMCD与亚甲基双-苯并三唑基四甲基丁基酚(MBBT)复配的协同增效效果,并测试了EMCD用于防晒乳液的防晒指数(SPF)。结果表明,当m(6黏度硅油)∶m(水)在25.0∶75.0~17.5∶82.5范围内,w(EMCD)=2.0%~3.0%时,EMCD稳定的硅油包水乳液稳定性和流变性能最佳。w(EMCD)=3.0%和w(MBBT)=2.0%复配后总体吸收的协同增效率最高,达5.24%。与KF-6017乳化剂相比,EMCD能使防晒乳液的体外SPF从21.76提升至33.29,UVA/UVB从0.433提升至0.587,EMCD增强了防晒乳液的广谱防护能力。

关键词：查耳酮聚硅氧烷乳化剂硅油包水乳液稳定性协同增效表面活性剂

印尼爪哇岛Pacitan地区矽卡岩型铁锰矿床单矿物成分及矿床成因研究

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印尼爪哇岛Pacitan地区矽卡岩型铁锰矿床单矿物成分及矿床成因研究

作者：臧政博桂林理工大学

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4GHz至32GHz小步进低杂散低相位噪声频率源

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4GHz至32GHz小步进低杂散低相位噪声频率源

作者：臧浩旭电子科技大学

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人工智能与数值模式相结合的海面动力要素短期预报方法研究

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人工智能与数值模式相结合的海面动力要素短期预报方法研究

作者：臧统晖齐鲁工业大学

学位级别：硕士

沿海区域向来是人口稠密区,居民海上作业频繁,突发的海面动力要素(在本文中海面动力要素指海面风速和浪高)会对沿海居民的生产生活产生巨大的影响,因此进行精确的海面风速预报尤为重要。当前海面上进行气象预报的方法基本上依靠数值模... 详细信息

沿海区域向来是人口稠密区,居民海上作业频繁,突发的海面动力要素(在本文中海面动力要素指海面风速和浪高)会对沿海居民的生产生活产生巨大的影响,因此进行精确的海面风速预报尤为重要。当前海面上进行气象预报的方法基本上依靠数值模式方法,然而数值模式预报出来的气象要素往往会在海面上存在偏差,与真实的观测有差别。前人进行了大量的研究来提高海面气象要素预报精度,其中包括大量同化试验,通过同化气象观测数据确实可以提高海面气象要素预报精度,但其会增加大量的积分开销,使得数值模式积分过程变得更加漫长,而后处理修正这种经验性方法方便快捷,也可以提高海面气象要素预报精度。因此本文通过人工智能与数值动力相结合的方法,建立了海面风速预报模型,探索提高区域海面风速预报精度的方法,并在黄渤海地区进行模型验证。本文的研究分为两部分,首先研究的是基于人工智能算法与数值模拟的海面风浪单站预报方法,其次是以单站预报试验为基础,结合径向基函数插值算法研究区域海面风速预报方法。本文采用COAWST数值模式对海面的气象数据进行模拟,通过MOS、BPNN、LSTM和CNN算法对数值模式结果进行修正,使用集合平均算法集合几种修正算法的优势建立海面风浪单站预报模型。在2022年9月的验证期内,验证评估海面风浪单站预报模型的预报精度,试验发现,目前集合预报方法在三个浮标站对海面上风浪修正的平均误差相较于COAWST原预报方法均降低90%以上,单一修正算法中卷积神经网络对海面风浪预报修正后的平均误差也远低于COAWST原预报。其次本文采用海面风浪单站预报模型试验中预报精度最高的单一修正算法CNN对陆地台站处的风速进行修正,采用径向基函数插值算法将修正后的风速插值至区域海面上,建立区域海面风速短期预报模型。同样在2022年9月的验证期内,验证评估区域海面风速短期预报模型的预报精度,试验发现,区域修正算法相较于COAWST原预报平均均方根误差降低了28%,在台风期平均均方根误差降低了34%;区域海面风速预报模型预报的海面风速数据相较于COAWST原预报平均均方根误差降低了36%,在台风期平均均方根误差降低了39%,平均均方根误差低于其他插值算法。

关键词：数值模式人工智能动力要素短期预报

性别对湖羊胴体性状、肉品质及挥发性代谢物的影响

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性别对湖羊胴体性状、肉品质及挥发性代谢物的影响

作者：鲍梦环扬州大学

学位级别：硕士

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数字化转型背景下伊利股份绩效评价研究

数字化转型背景下伊利股份绩效评价研究

作者：臧永臣黑龙江大学

学位级别：硕士