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Design and performance evaluation of a variable-rate orchard sprayer based on a laser-scanning sensor

International Journal of Agricultural and Biological Engineering 2019年第6期12卷 51-57页

作者： jichen cai Xiu Wang Yuanyuan Gao Shuo Yang Chunjiang Zhao College of Information and Electrical Engineering China Agricultural UniversityBeijing 100083China National Research Center of Intelligent Equipment for Agriculture Beijing 100097China Key Laboratory of Agri-informatics Ministry of AgricultureBeijing 100097China Beijing Key Laboratory of Intelligent Equipment Technology for Agriculture Beijing 100097China

To improve the precision spraying strategy and reduce excessive pesticide application in orchards,an air-assisted sprayer integrated with a laser-scanning system was developed to realize the toward-target variable-rate spraying.In the spray control system,a method of calculating canopy gridding volumes was designed to ensure that the canopy was divided into a uniform grid size,a variable-rate spray model was used in the flow rate decision software to control the spray output according to the canopy gridding volumes and travel speed,and a method of saving and accessing spray data was used to control the spray delay.The effects of different grid sizes and travel speeds on the spray performance were evaluated by quantifying spray coverage uniformity inside tree canopies.The results showed that spray coverage uniformity declined with increasing grid width from 0.14 to 0.28 m although the mean spray coverage on each target location showed no significant differences.Additionally,there were no significant variations in mean spray coverage at speeds of 1.0,1.2 and 1.4 m/s for a tested tree of 1.6 m width and at any experimental speeds for a tested tree of 1.3 m width,which indicated that the variable-rate sprayer could provide good spray coverage uniformity under various travel speeds with a canopy size limitation.Compared with the same sprayer without the variable-rate spray function,the intelligent sprayer prototype realized effective toward-target spraying and avoided overspraying while providing sufficient spray coverage.

关键词： laser-scanning sensor variable-rate spray orchard precision sprayer pesticide application efficiency

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Development of real-time laser-scanning system to detect tree canopy characteristics for variable-rate pesticide application

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International Journal of Agricultural and Biological Engineering 2017年第6期10卷 155-163页

作者： cai jichen Wang Xiu Song Jian Wang Songlin Yang Shuo Zhao Chunjiang College of Information and Electrical Engineering China Agricultural UniversityBeijing 100083China National Research Center of Intelligent Equipment for Agriculture Beijing 100097China Key Laboratory of Agri-informatics Ministry of AgricultureBeijing 100097China Beijing Key Laboratory of Intelligent Equipment Technology for Agriculture Beijing 100097China

Improving pesticide application efficiency is increasingly important in orchard spraying.In this study,a laser-scanning system was designed to acquire gridding volumes of a tree to quantify the geometry characteristics of the tree canopy in real-time.A laser-scanning sensor mounted on a linear guide was utilized to measure the structure of a target tree canopy.A computer was used to receive measurement data from the laser scanner and obtain the movement distance of the laser-scanning sensor from a controller.An algorithm written with VC#program was designed to calculate gridding volumes of trees by recognizing valid measurement data from the laser scanner.Laboratory evaluations were conducted on three kinds of regular objects,and the maximum relative errors of section volumes of the cuboid,triangular prism and cylinder objects were 3.3%,7.9%and 9.4%,respectively,which illustrated that the algorithm could calculate the section volumes in different parts of the objects with high accuracy.A conifer tree and an apple tree were chosen to verify detecting accuracy of the laser-scanning system at variable speeds and grid sizes.The variation coefficients of total volumes for each kind of the tree were 0.078 and 0.041,respectively,which indicated that the laser-scanning system could be applied to provide the gridding volumes of different canopy densities in real-time with good reliability for guiding a variable-rate sprayer.

关键词： laser-scanning system sensor tree canopy variable-rate spray pesticide application efficiency gridding volumes calculation algorithm

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无障碍社区模式语言建构及社区规划应用

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南方建筑 2024年第3期 99-107页

作者：蔡佳秀刘堃孙计晨傅一程香港中文大学建筑学院中国香港哈尔滨工业大学(深圳) 青岛市城阳区自然资源局中国城市规划设计研究院深圳分院

在以人为中心的新型城镇化发展背景下,无障碍城市建设成为应对人口老龄化、提升社会包容性与城市文明程度的重要任务。社区是与市民日常生活关联最紧密的公共场所,建设无障碍社区,成为切实推进无障碍城市建设、提高居民生活福祉的重要... 详细信息

在以人为中心的新型城镇化发展背景下,无障碍城市建设成为应对人口老龄化、提升社会包容性与城市文明程度的重要任务。社区是与市民日常生活关联最紧密的公共场所,建设无障碍社区,成为切实推进无障碍城市建设、提高居民生活福祉的重要突破口。模式语言是一种将通用规律与在地应用相结合的经典设计方法论,其重视专业技术的输出,又便于公众理解和使用,特别适用于议题明确的参与式规划设计实践。以深圳市无障碍社区试点项目为例,构建无障碍社区模式语言的方法框架,以无障碍模式语言为参与式规划设计工具,聚焦无障碍问题,建构规划设计策略并推导形成方案,初步论证了模式语言在推进无障碍社区建设方面的适用性与有效性。为新时期共商共建无障碍社区提供了可行的规划工具与实践路径。

关键词：无障碍环境模式语言社区规划参与式规划

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肉鸽规模养殖自动化饲喂装置设计

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农业工程学报 2014年第11期30卷 30-36页

作者：吕钊钦蔡吉晨周建军王秀山东农业大学机械电子工程学院泰安271018 北京农业智能装备技术研究中心北京100097

肉鸽规模化养殖是一种具有较高经济效益的新兴养殖产业,人工饲喂工作量大、饲喂精细化水平低、饲料浪费率高。为解决肉鸽工厂化规模养殖的自动饲喂难题,设计了一种肉鸽自动饲喂装置。该装置主要由饲喂食槽、控制箱、行程开关、三相异步... 详细信息

肉鸽规模化养殖是一种具有较高经济效益的新兴养殖产业,人工饲喂工作量大、饲喂精细化水平低、饲料浪费率高。为解决肉鸽工厂化规模养殖的自动饲喂难题,设计了一种肉鸽自动饲喂装置。该装置主要由饲喂食槽、控制箱、行程开关、三相异步电机、行走轮、动力传动系统及机架等组成;控制系统使用变频器控制2台三相异步电机的转速,以行程开关为位置检测元件,用循环时间继电器设定饲喂过程中的行走、停留时间,实现自动饲喂装置工作过程中的行走、停留、反向等行程控制,以保证饲喂的精细程度。试验结果表明,该装置行程精度控制在98%以上,饲料浪费率控制在1%以下,具有良好的稳定性,适合于肉鸽工厂化规模养殖。肉鸽自动饲喂装置适用于肉鸽大规模、工厂化养殖。

关键词：自动化控制饲喂畜禽养殖饲料肉鸽

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温室分区多时段灌溉控制系统

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农机化研究 2019年第1期41卷 85-89页

作者：蔡吉晨杨硕王秀中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 国家农业智能装备工程技术研究中心北京100097 农业部农业信息技术重点实验室北京100097 农业智能装备技术北京市重点实验室北京100097

针对温室植物分区种植、多时段和定量滴灌管理的问题,设计了一种温室分区多时段定量灌溉控制系统,参数设置界面、中心处理单元和各末端控制单元组成。其中,参数设置界面设置各分区总流量和各时段信息,与中心处理单元经串口进行交互;中... 详细信息

针对温室植物分区种植、多时段和定量滴灌管理的问题,设计了一种温室分区多时段定量灌溉控制系统,参数设置界面、中心处理单元和各末端控制单元组成。其中,参数设置界面设置各分区总流量和各时段信息,与中心处理单元经串口进行交互;中心处理单元解析各数据,通过电台无线数传模块搭建无线局域网络;各末端控制单元接收指令,实现温室各分区定时、定量滴灌的目的。温室试验结果表明:该系统有效的通讯范围为2 5 m,温室滴灌量控制准确率为9 2%,能够达到温室分区灌溉的要求。

关键词：分区灌溉温室管理局域网络流量控制

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基于战略成本管理的政府绩效评价研究

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中国行政管理 2009年第2期 25-27页

作者：李虹蔡吉臣刘晓平天津大学管理学院天津理工大学管理学院天津北方人才市场天津人才测评中心

政府在一个国家所处的地位和职能,以及政府决策和行为均对该国当前和未来有非常大的影响。现阶段党中央、国务院提出了构建"服务型政府"的号召,基于此,本文利用战略成本管理的分析方法,从战略层面将政府行政活动进行价值链分析,以期有... 详细信息

政府在一个国家所处的地位和职能,以及政府决策和行为均对该国当前和未来有非常大的影响。现阶段党中央、国务院提出了构建"服务型政府"的号召,基于此,本文利用战略成本管理的分析方法,从战略层面将政府行政活动进行价值链分析,以期有益于优化行政效率,提高政府绩效;本文构建了基于战略成本管理的政府绩效评价体系,旨在依据政府机构的战略规划进行动态的政府绩效评价。

关键词：战略成本管理服务型政府绩效评价

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穴盘育苗辊式同步压穴装置的设计

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农机化研究 2019年第1期41卷 127-132页

作者：高原源蔡吉晨赵学观范鹏飞王秀中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 北京农业智能装备技术研究中心北京100097

穴盘育苗中,均匀适宜的出苗间距可以减少幼苗间对光、养分等的竞争,保证幼苗健康生长,提高壮苗率,且减少了后续自动育苗移栽操作的夹持损伤。作为育苗环节之一,压穴质量好坏直接影响播种出苗居中性,关系到最终成苗质量。为实现育苗精准... 详细信息

穴盘育苗中,均匀适宜的出苗间距可以减少幼苗间对光、养分等的竞争,保证幼苗健康生长,提高壮苗率,且减少了后续自动育苗移栽操作的夹持损伤。作为育苗环节之一,压穴质量好坏直接影响播种出苗居中性,关系到最终成苗质量。为实现育苗精准压穴,针对现有辊式压穴装置压穴对中性不稳定造成的穴孔中出苗不居中问题,在对压穴辊运动轨迹理论分析基础上,提出分段辊式同步压穴方式,以提高压穴居中率。同时,考虑压穴滚筒上压穴针粘黏基质清扫不净影响成孔效果和播深现象,设计出直线往复式压穴辊刷土机构,最终设计出相应的辊式同步压穴装置。该压穴装置主要由传送平台、压穴平台、电控系统和平台支架组成,实现了传送平台等间距输送穴盘及压穴辊转动与穴盘前进同步,保证了压穴对中性。基于PLC控制的电控系统可通过触控操作界面启停装置、调节压穴速度和监测压穴作业量,满足实时作业需求。该设计有效地解决了育苗过程中压穴对中性差影响成苗质量的问题,提高了幼苗分选移栽的可操作性,并为后续压穴压穴对种子出苗状况影响的研究提供了参考。

关键词：穴盘育苗同步压穴辊成孔效果对中性

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机器人在车辆人机交互中的应用

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汽车零部件 2021年第2期 7-11页

作者：冉光伟蔡吉晨李艳明广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院广东广州511434

车载机器人是一种运用于车内人机交互的服务类机器人。基于机器视觉、智能语音、机器学习等技术,车载机器人能够完成人脸识别、语音识别、车内外环境及车辆状态感知,通过对驾驶员及乘客、车主体及车内外环境等3个感知维度进行综合场景分... 详细信息

车载机器人是一种运用于车内人机交互的服务类机器人。基于机器视觉、智能语音、机器学习等技术,车载机器人能够完成人脸识别、语音识别、车内外环境及车辆状态感知,通过对驾驶员及乘客、车主体及车内外环境等3个感知维度进行综合场景分析,制定相应的机器人行为决策,进而完成机器人的行为控制,包括机器人的表情、姿态、语速及语调等。通过拟人化的表达,车载机器人实现了车内人机交互的个性化及情感化,提升了交互体验。

关键词：人工智能机器人人机交互场景分析增量学习

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基于PLC的颗粒料自动投放装置设计与试验研究

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中国农机化学报 2016年第6期37卷 187-189,204页

作者：蔡吉晨张琳洁王秀周建军中国农业大学信息与电气工程学院北京市100083 太原理工大学信息工程学院太原市030024 国家农业智能装备工程技术研究中心北京市100097 农业部农业信息技术重点实验室北京100097 农业智能装备技术北京市重点实验室北京市100097

为实现家禽养殖中的自动化精准饲喂,设计一种基于PLC的颗粒饲料自动投放装置。该装置以PLC为控制核心,以接近开关为位置检测元件,利用电磁铁驱动落料部件的动作,通过触摸屏设定落料时间,实现饲料的自动定量投放。饲料投放试验以原粮混... 详细信息

为实现家禽养殖中的自动化精准饲喂,设计一种基于PLC的颗粒饲料自动投放装置。该装置以PLC为控制核心,以接近开关为位置检测元件,利用电磁铁驱动落料部件的动作,通过触摸屏设定落料时间,实现饲料的自动定量投放。饲料投放试验以原粮混合颗粒饲料为研究对象,试验结果表明:在落料口开口面积不变的情况下,落料平均重量与落料时间呈现出线性关系,为进一步研究家禽的自动变量饲喂装置提供理论基础。

关键词：家禽颗粒饲料自动投放 PLC

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电场下离子型聚合物复合囊泡结构变化的分子动力学模拟

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高等学校化学学报 2023年第2期44卷 188-196页

作者：李吉辰蔡珊珊彭巨擘李宏飞段晓征中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室长春130022 中国科学技术大学应用化学与工程学院合肥230026 云南锡业集团(控股)有限责任公司研发中心昆明650000

利用粗粒化分子动力学模拟研究了电场作用下离子型聚合物复合囊泡形变与破裂的过程.定量分析了囊泡破裂过程中的结构变化,包括囊泡的形变程度、破裂速度、组分分布以及破裂后的结构.研究表明,电场强度较弱时,囊泡表面所吸附的聚电解质... 详细信息

利用粗粒化分子动力学模拟研究了电场作用下离子型聚合物复合囊泡形变与破裂的过程.定量分析了囊泡破裂过程中的结构变化,包括囊泡的形变程度、破裂速度、组分分布以及破裂后的结构.研究表明,电场强度较弱时,囊泡表面所吸附的聚电解质首先脱落,囊泡由球形结构转变为椭球结构.随着电场强度增大,离聚物的离子侧基发生重新排布,囊泡表面电荷的有序结构被破坏,导致囊泡的结构无法维持而破裂,囊泡塌缩,分裂形成离聚物团簇,并进一步破裂为小尺寸的离聚物聚集体,均匀分散于溶液中.本文利用分子动力学模拟明确了电场中离子型高分子复合囊泡破裂过程的分子机理,为药物释放技术的优化及发展提供了理论支持.

关键词：电场囊泡离子型聚合物分子动力学模拟

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