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基于视觉补充的水稻插秧机多传感器组合定位研究

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华中农业大学学报 2024年第2期43卷 234-246页

作者：杨圣语宋悦薛金林王培晓南京农业大学工学院南京210031

为改善基于GNSS/INS组合定位的水稻插秧机在遇到遮挡、电磁干扰、传感器失效等情况时的导航效果,在原有GNSS/INS组合定位的基础上,提出一种视觉导航系统(vision navigation system,VNS)补充的水稻插秧机多传感器组合定位方法。首先设计... 详细信息

为改善基于GNSS/INS组合定位的水稻插秧机在遇到遮挡、电磁干扰、传感器失效等情况时的导航效果,在原有GNSS/INS组合定位的基础上,提出一种视觉导航系统(vision navigation system,VNS)补充的水稻插秧机多传感器组合定位方法。首先设计改进的Otsu法和改进的Hough变换算法用于视觉定位信息提取,并构建插秧机和相机坐标系关系方程以求解位姿值;然后采用具有容错功能的联邦卡尔曼滤波算法将VNS输出的定位信息和GNSS、INS输出的定位信息进行融合;最后分别在水泥地和水田进行试验。结果显示,空旷水泥地场景下,GNSS/INS/VNS组合定位和GNSS/INS组合定位精度相近,而在遮挡水泥地场景下,GNSS/INS/VNS组合定位解算出的位置误差和航向误差的平均值分别为1.77 cm和0.99°,相较于GNSS/INS组合定位方法分别提高46.8%和61.5%;水田试验中,经过视觉补充后导航系统的横向偏差和航向偏差平均值分别降低45.7%和67.9%,横向偏差平均值为1.97cm,航向偏差平均值为0.49°。试验结果表明,基于视觉补充的多传感器组合定位方法能有效降低导航系统的定位误差和跟踪偏差,满足插秧机自动驾驶作业的要求。

关键词：插秧机视觉导航信息融合导航定位卡尔曼滤波图像处理容错性

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Numerical Simulation on Production Trials by Using Depressurization for Typical Marine Hydrate Reservoirs:Well Type and Formation Dip

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Journal of Ocean University of China 2024年第3期23卷 661-675页

作者： QIN Fanfan SUN Jiaxin GU Yuhang CAO Xinxin MAO peixiao NING Fulong JIANG Guosheng National Center for International Research on Deep Earth Drilling and Resource Development Faculty of EngineeringChina University of GeosciencesWuhan 430074China Laboratory for Marine Mineral Resources Qingdao National Laboratory for Marine Science and TechnologyQingdao 266237China

Natural gas hydrate has huge reserves and is widely distributed in marine *** commercial development is of great significance for alleviating the contradiction between energy supply and *** an efficient research method,numerical simulation can provide valuable insights for the design and optimization of hydrate ***,most of the current production models simplify the reservoir as a two-dimensional(2D)horizontal layered model,often ignoring the impact of formation dip *** improve the accuracy of production prediction and provide theoretical support for the optimization of production well design,two three-dimensional(3D)geological models with different dip angles based on the geological data from two typical sites are *** vertical well,horizontal well and multilateral wells are deployed in these reservoirs with different permeabilities to perform production trial,and the sensitivity analysis of dip angles is also carried *** short-term production behaviors in high and low permeability reservoirs with different dip angles are *** simulation results show that 1)the gas and water production behaviors for different well types in the two typical reservoirs show obviously different variation laws when the short-term depressurization is conducted in the inclined formation;2)the inclined formation will reduce the gas production and increase the water extraction,and the phenomena becomes pronounced as the dip angle increases,particularly in the low-permeability reservoirs;3)and the impact of formation dip on hydrate recovery does not change significantly with the variation of well type.

关键词： natural gas hydrate inclined formation depressurization production well type

CD147 regulates antitumor CD8^(+)T-cell responses to facilitate tumor-immune escape

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Cellular & Molecular Immunology 2021年第8期18卷 1995-2009页

作者： Yatong Chen Jing Xu Xiaodong Wu Hui Yao Zhou Yan Ting Guo Wenjing wang peixiao wang Yu Li Xiangmin Yang Hao Li Huijie Bian Zhi-Nan Chen National Translational Science Center for Molecular Medicine&Department of Cell Biology Fourth Military Medical University710032Xi’anChina Medical Research Center Southern University of Science and Technology Hospital518055ShenzhenChina Center of Anesthesiology&Operation Chinese PLA General Hospital100853BeijingChina Department of Radiation Oncology First Peoples’Hospital of ChangzhouThird Affiliated Hospital of Soochow University213000ChangzhouChina Department of Gastroenterology Henan Children’s Hospital450018ZhengzhouChina

Negative regulation of antitumor T-cell-immune responses facilitates tumor-immune ***,we show that deletion of CD147,a type I transmembrane molecule,in T cells,strongly limits in vivo tumor growth of mouse melanoma and lung cancer in a CD8^(+)T-cell-dependent *** mouse tumor models,CD147 expression was upregulated on CD8^(+)tumor-infiltrating lymphocytes(TILs),and CD147 was coexpressed with two immune-checkpoint molecules,Tim-3 and *** publicly available gene-profiling data for CD8^(+)TILs in tumor biopsies from metastatic melanoma patients showed a higher level of CD147 expression in exhausted CD8^(+)TILs than in other subsets of CD8^(+)TILs,along with expression of PD-1 and ***,CD147 deletion increased the abundance of TILs,cytotoxic effector function of CD8^(+)T cells,and frequency of PD-1^(+)CD8^(+)TILs,and partly reversed the dysfunctional status of PD-1^(+)Tim-3^(+)CD8^(+)*** cytotoxic transcription factors Runx3 and T-bet mediation enhanced antitumor responses by CD147^(-/-)CD8^(+)T ***,CD147 deletion in T cells increased the frequency of TRM-like cells and the expression of the T-cell chemokines CXCL9 and CXCL10 in the tumor *** of tumor tissue samples from patients with non-small-cell lung cancer showed negative correlations between CD147 expression on CD8^(+)TILs and the abundance of CD8^(+)TILs,histological grade of the tumor tissue samples,and survival of patients with advanced ***,we found a novel function of CD147 as a negative regulator of antitumor responses mediated by CD8^(+)TILs and identified CD147 as a potential target for cancer immunotherapy.

关键词： CD147 CD8+T cells Anti-tumor immunity

Human mobility data in the COVID-19 pandemic:characteristics,applications,and challenges

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International Journal of Digital Earth 2021年第9期14卷 1126-1147页

作者： Tao Hu Siqin wang Bing She Mengxi Zhang Xiao Huang Yunhe Cui Jacob Khuri Yaxin Hu Xiaokang Fu Xiaoyue wang peixiao wang Xinyan Zhu Shuming Bao Wendy Guan Zhenlong Li Department of Geography Oklahoma State UniversityStillwaterOKUSA Center for Geographic Analysis Harvard UniversityCambridgeMAUSA School of Earth and Environmental Sciences The University of QueenslandSt LuciaAustralia Institute for Social Research University of MichiganAnn ArborMIUSA School of Health Ball State UniversityMuncieINUSA Department of Geosciences University of ArkansasFayettevilleARUSA Department of Geography University of ConnecticutStorrsCTUSA Lake Erie College of Osteopathic Medicine Seton Hill UniversityGreensburgPAUSA School of Resource and Environmental Sciences Wuhan UniversityWuhanPeople’s Republic of China State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying Mapping and Remote SensingWuhan UniversityWuhanPeople’s Republic of China China Data Institute Ann ArborMIUSA Geoinformation and Big Data Research Laboratory Department of GeographyUniversity of South CarolinaColumbiaSCUSA

The COVID-19 pandemic poses unprecedented challenges around the *** studies have applied mobility data to explore spatiotemporal trends over time,investigate associations with other variables,and predict or simulate the spread of *** objective was to provide a comprehensive overview of human mobility open data to guide researchers and policymakers in conducting data-driven evaluations and decision-making for the COVID-19 pandemic and other infectious disease *** summarized the mobility data usage in COVID-19 studies by reviewing recent publications on COVID-19 and human mobility from a data-oriented *** identified three major sources of mobility data:public transit systems,mobile operators,and mobile phone *** approaches have been commonly used to estimate human mobility:public transit-based flow,social activity patterns,index-based mobility data,and social media-derived mobility *** compared mobility datasets’characteristics by assessing data privacy,quality,space–time coverage,high-performance data storage and processing,and *** also present challenges and future directions of using mobility *** review makes a pivotal contribution to understanding the use of and access to human mobility data in the COVID-19 pandemic and future disease outbreaks.

关键词： COVID-19 public health human mobility open data mobile phone mobility index

感知物理先验的机器学习及其在地理空间智能中的研究前景

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地球信息科学学报 2023年第7期25卷 1297-1311页

作者：张彤刘仁宇王培晓高楚林刘杰王望舒武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 奥地利维也纳工业大学测量与地理信息系维也纳A-1040

许多复杂的物理现象和动态系统尚未为科学家所完全理解和解释,因此不能构建确定的数学方程来描述,不能直接使用紧凑的物理机理模型来进行分析和预测。随着观测数据的日益丰富,数据驱动的机器学习方法可以较好地描述复杂非线性现象,但是... 详细信息

许多复杂的物理现象和动态系统尚未为科学家所完全理解和解释,因此不能构建确定的数学方程来描述,不能直接使用紧凑的物理机理模型来进行分析和预测。随着观测数据的日益丰富,数据驱动的机器学习方法可以较好地描述复杂非线性现象,但是纯数据驱动模型在表征能力、可解释、泛化能力、样本利用效率方面还存在很多不足。常规机器学习方法在地学领域的应用还面临时空异质性、样本稀疏等带来的挑战。近年来感知物理先验的机器学习方法可以在物理原理不太明确的情况下更有效地利用观测数据描述和分析动态系统,受到了广泛关注,并在物理、计算机、生物、医学和地学等领域得到了一定的应用。近年来人工智能和机器学习技术已经大量应用于地理学尤其是地理信息和遥感领域,受到地理学者广泛重视,被称为地理空间智能,并已成为一个热门的研究方向。感知物理先验的机器学习方法融合了模型驱动和数据驱动思想,为地理空间智能研究带来新的研究范式,促进各种复杂地理现象的精细描述和预测。本文首先分别从物理先验的表达形式和如何在机器学习中集成物理先验两方面概述了该领域的进展。物理先验是在机器学习建模之前已经存在、独立于机器学习方法的知识。本文从增广的数据和定制特征、物理定律和约束规则、支配方程、几何特性等方面总结物理先验知识的表达形式。主要从机器模型约束建模、辅助任务设计和模型的训练推理角度总结如何在机器学习模型中有效集成各种物理先验。本文基于以上的综述框架,结合地学机器学习和地理空间智能的发展和前沿问题,探讨了地理时空先验与其他物理先验的关系,简要总结和分析了目前感知时空先验的地理空间智能方法研究案例,探讨了时空先验表征以及集成时空先验地理空间智能的未来研究规划和应用前景。随着感知物理先验的机器学习方法研究的快速发展,我们相信感知时空先验的地理空间智能研究未来将逐步构建起跨多时空尺度的通用地理表征、分析、预测和解释框架,不仅能更好地解决地理信息科学的传统问题,还将鼓励地理学者与其他相关学科一起建立交叉研究的前沿机会,探索解决人类未来面临的共同挑战。

关键词：物理感知的机器学习物理先验机器学习深度学习时空先验时空表征地理空间智能地理信息科学

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地震高烈度区高架桥结构选型及受力特点分析

城市道桥与防洪 2022年第1期 50-53,M0007,M0008页

作者：王培晓上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海市200092

我国地震灾害频发,城市高架桥梁作为交通生命线,抗震安全性尤为重要。目前我国城市高架桥梁普遍采用预制小箱梁和预应力混凝土大箱梁,从抗震分析角度考虑,根据两种结构型式抗震受力特点的不同,以及构造设计不同等方面,对两种结构进行比... 详细信息

我国地震灾害频发,城市高架桥梁作为交通生命线,抗震安全性尤为重要。目前我国城市高架桥梁普遍采用预制小箱梁和预应力混凝土大箱梁,从抗震分析角度考虑,根据两种结构型式抗震受力特点的不同,以及构造设计不同等方面,对两种结构进行比较,为地震高烈度区城市高架桥梁选型提供借鉴。

关键词：地震力减隔震支座预应力混凝土箱梁预制小箱梁

基于VMD-CNN-LSTM的农业大棚园区用电负荷短期预测

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信息与控制 2024年第2期53卷 238-249页

作者：张培霄尹晓红李少远王新立青岛科技大学自动化与电子工程学院山东青岛266061 山东大学控制科学与工程学院山东济南250061

针对农业大棚用电负荷受农村供电能力、气象因素等的影响,具有强波动性和高非线性的问题,综合大棚短期负荷的气象特征和时序特征,提出了一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的长短期记忆(long short-term memory,... 详细信息

针对农业大棚用电负荷受农村供电能力、气象因素等的影响,具有强波动性和高非线性的问题,综合大棚短期负荷的气象特征和时序特征,提出了一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的长短期记忆(long short-term memory,LSTM)网络与卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)相融合的VMD-CNN-LSTM的短期负荷预测模型架构。首先,基于VMD方法分解负荷序列,降低负荷波动性;其次,采用CNN方法提取负荷的气象特征,采用LSTM方法提取负荷时序特征,进行负荷分量预测,并将模态分量的预测结果重构;最后,以山东省寿光市农业大棚负荷数据为基础开展仿真实验。结果表明,VMD-CNN-LSTM模型与传统神经网络模型相比,可有效提高农业大棚短期负荷预测的精度。

关键词：农业大棚园区负荷变分模态分解短期负荷预测卷积神经网络长短期记忆网络

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基于改进Gmapping算法的果园二维环境地图精准构建

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农业机械学报 2023年第7期54卷 26-34,55页

作者：薛金林王培晓周俊程峰南京农业大学工学院南京210031

果树树冠的季节性变化及果树成长和衰老造成的果树特征变化会影响已构建的果园三维环境地图的匹配,故本文提出一种基于改进Gmapping算法的果园二维环境地图精准构建算法。首先该算法对Gmapping算法的前端里程计和后端优化部分分别进行改... 详细信息

果树树冠的季节性变化及果树成长和衰老造成的果树特征变化会影响已构建的果园三维环境地图的匹配,故本文提出一种基于改进Gmapping算法的果园二维环境地图精准构建算法。首先该算法对Gmapping算法的前端里程计和后端优化部分分别进行改进,以提高果园二维环境地图的构建精度。对于前端里程计部分采用改进的R-GPF地面分割方法提高其初始定位精度,对于后端优化部分采用BAT启发式自适应重采样方法提高其最终定位精度。然后进行梨园环境对比试验。通过改进R-GPF方法与原始R-GPF方法的对比,改进R-GPF方法的激光雷达里程计输出频率可达到15.58 Hz,最大横向偏差小于25 cm,横向偏差均值为12.7 cm,标准差为13.4 cm,其各方面性能都优于原R-GPF方法的激光雷达里程计。通过新算法与基于原R-GPF的Gmapping算法对比,新算法所得的梨树列间距离偏差始终保持在20 cm范围内,行间距离偏差均值为10.3 cm,标准差为6.3 cm,比基于原R-GPF的Gmapping算法分别减小50%、43.41%和32.26%;同时,梨树行间距离偏差相对于里程计横向偏差的减小侧面反映出后端BAT启发式自适应重采样方法的有效性。本文提出的算法能够提高果园二维地图构建精度,可以满足后续重定位、导航等作业的精度要求。

关键词：果园二维地图地面分割激光雷达里程计 BAT自适应重采样

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顾及缺失值的因果图时空预测网络

测绘学报 2023年第5期52卷 818-830页

作者：王培晓张彤聂士超杨瑾萱王天骄武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079

时空预测是地理时空大数据挖掘的基础研究命题。目前,多种模型用于预测未知系统的时空状态。然而,存在的大多数预测模型仅在没有缺失数据的时空数据集上进行测试,忽略了缺失值对预测结果的影响。在真实场景中,由于传感器或网络传输故障... 详细信息

时空预测是地理时空大数据挖掘的基础研究命题。目前,多种模型用于预测未知系统的时空状态。然而,存在的大多数预测模型仅在没有缺失数据的时空数据集上进行测试,忽略了缺失值对预测结果的影响。在真实场景中,由于传感器或网络传输故障,数据缺失是一个不容忽视的问题。鉴于此,本文提出了一种顾及缺失值的因果图卷积网络(causal graph convolutional network considering missing values,Causal-GCNM)模型用于时空预测。Causal-GCNM模型可以自动捕捉时空数据中的缺失模式,使得Causal-GCNM模型在不需要借助额外插值算法的前提下,可以直接完成时空预测任务。本文提出的模型在3种真实的时空数据集(交通流数据集、PM_(2.5)监测数据集及气温监测数据集)得到了验证。试验结果表明,Causal-GCNM模型在4种缺失条件(20%随机缺失、20%块状缺失、40%随机缺失及40%块状缺失)下仍然具有较好的预测性能,并在预测精度和计算效率两类指标上优于10种存在的基线方法。

关键词：地理时空大数据挖掘因果卷积网络图卷积网络时空预测时空数据缺失