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Rapid development methodology of agricultural robot navigation system working in GNSS-denied environment

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Advances in Manufacturing 2023年第4期11卷 601-617页

作者： Run-Mao zhao zheng Zhu Jian-Neng Chen Tao-Jie yu Jun-Jie Ma Guo-Shuai Fan Min Wu Pei-Chen Huang School of Mechanical Engineering Zhejiang Sci-Tech UniversityHangzhou310018People’s Republic of China Key Laboratory of Transplanting Equipment and Technology of Zhejiang ProvinceHangzhou310018People’s Republic of China School of Transportation Zhejiang Industry Polytechnic CollegeShaoxing312000ZhejiangPeople’s Republic of China College of Automation Zhongkai University of Agriculture and EngineeringGuangzhou510225People’s Republic of China

Robotic autonomous operating systems in global n40avigation satellite system(GNSS)-denied agricultural environments(green houses,feeding farms,and under canopy)have recently become a research hotspot.3D light detection and ranging(LiDAR)locates the robot depending on environment and has become a popular perception sensor to navigate agricultural robots.A rapid development methodology of a 3D LiDAR-based navigation system for agricultural robots is proposed in this study,which includes:(i)individual plant clustering and its location estimation method(improved Euclidean clustering algorithm);(ii)robot path planning and tracking control method(Lyapunov direct method);(iii)construction of a robot-LiDAR-plant unified virtual simulation environment(combination use of Gazebo and SolidWorks);and(vi)evaluating the accuracy of the navigation system(triple evaluation:virtual simulation test,physical simulation test,and field test).Applying the proposed methodology,a navigation system for a grape field operation robot has been *** virtual simulation test,physical simulation test with GNSS as ground truth,and field test with path tracer showed that the robot could travel along the planned path quickly and *** maximum and mean absolute errors of path tracking are 2.72 cm,1.02 cm;3.12 cm,1.31 cm,respectively,which meet the accuracy requirements of field operations,establishing the effectiveness of the proposed *** proposed methodology has good scalability and can be implemented in a wide variety of field robot,which is promising to shorten the development cycle of agricultural robot navigation system working in GNSS-denied environment.

关键词： Agricultural robot Global navigation satellite system(GNSS)-denied environment Navigation system 3D light detection and ranging(LiDAR) Rapid developing Methodology

心肌瘢痕面积预测缺血性心肌病患者冠状动脉旁路移植术后主要不良心血管事件

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中华心血管病杂志 2024年第8期52卷 906-913页

作者：付威赵洋张魁戴沁怡张宏凯朱马泰郑居兵董然首都医科大学附属北京安贞医院心脏外科北京100029 首都医科大学附属北京安贞医院放射科北京100029 加拿大圆心影像有限公司卡尔加里T2P3T6

目的探讨心肌瘢痕面积预测缺血性心肌病患者冠状动脉旁路移植(CABG)术后发生不良心血管事件(MACEs)的价值。方法本研究第1部分为回顾性研究, 入选2017年1月至2022年12月在首都医科大学附属北京安贞医院诊断为缺血性心肌病并接受CABG手... 详细信息

目的探讨心肌瘢痕面积预测缺血性心肌病患者冠状动脉旁路移植(CABG)术后发生不良心血管事件(MACEs)的价值。方法本研究第1部分为回顾性研究, 入选2017年1月至2022年12月在首都医科大学附属北京安贞医院诊断为缺血性心肌病并接受CABG手术治疗的患者作为发现队列, 入选患者术前均行心脏磁共振-延迟钆强化检查, 根据术后是否发生MACEs分为MACEs组和无MACEs组。收集并比较两组患者术前临床及影像资料、术中及术后相关资料。主要终点为术后发生MACEs。采用单因素和多因素回归分析影响缺血性心肌病患者CABG术后发生MACEs的相关危险因素, 构建受试者工作特征(ROC)曲线, 评估心肌瘢痕面积对终点事件的预测效能和最佳临界值。本研究第2部分为前瞻性研究, 入选2023年1至6月在首都医科大学附属北京安贞医院接受CABG的缺血性心肌病患者作为验证队列, 根据术后是否发生MACEs分为MACEs组和无MACEs组, 收集并比较两组患者术前临床及影像资料、术中及术后相关资料。在验证队列中验证ROC曲线获得界值的可靠性。结果发现队列共纳入120例缺血性心肌病患者(MACEs组30例, 无MACEs组90例), 年龄(61.6±8.7)岁, 男性93例。验证队列共纳入22例缺血性心肌病患者(MACEs组5例, 无MACEs组17例), 年龄(59.5±8.2)岁, 男性18例。多因素Cox回归示心肌瘢痕面积(HR=1.258, 95%CI:1.096~1.444, P=0.001)是主要终点事件的独立危险因素。心肌瘢痕面积预测术后发生MACEs的ROC曲线下面积为0.90(95%CI:0.83~0.95), 心肌瘢痕面积≥36.0%是预测术后发生MACEs的最佳临界值, 其敏感度、特异度和准确度分别为96.7%、72.2%和78.3%。在验证队列中, 心肌瘢痕面积预测缺血性心肌病患者CABG术后发生MACEs的敏感度、特异度和准确度分别为 80.0%, 82.4%和81.8%。结论心肌瘢痕面积是缺血性心肌病患者CABG术后是否发生MACEs的独立危险因素, 心肌瘢痕面积≥36.0%是预测CABG术后是否发生MACEs的最佳临界值。该指标有助于识别手术高危患者, 为患者危险分层提供依据。

关键词：冠状动脉旁路移植术缺血性心肌病心脏磁共振钆对比剂延迟强化主要不良心血管事件

基于PCA-FSEM方法的风力发电机可靠性研究

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兰州理工大学学报 2024年第1期50卷 35-40页

作者：郑玉巧郎启发施成龙刘宇航刘燕杰兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050

针对西北某风电场相关运行数据,对风力发电机进行可靠性研究.考虑运行数据之间相关性和冗余度,采用主成分分析(PCA)法进行降维,选取部分关键可靠性指标且根据关键指标运行数据,结合模糊理论建立可靠性评价模型,并选取部分风力发电机运... 详细信息

针对西北某风电场相关运行数据,对风力发电机进行可靠性研究.考虑运行数据之间相关性和冗余度,采用主成分分析(PCA)法进行降维,选取部分关键可靠性指标且根据关键指标运行数据,结合模糊理论建立可靠性评价模型,并选取部分风力发电机运行数据进行模型验证.结果表明,PCA法提取主成分累积方差贡献率为87.585%,可综合表述风力发电机的可靠性信息.单一可靠性指标评价时,虽然B02单机可利用率高达98%,但总发电量最低,虽然A04单机可利用率最低,但发电量较高,说明单一可靠性指标评价时存在误差.A05、B03单机各项指标均高,实际运行状态良好,发电量高,说明综合可靠性更高,与研究结果一致.因此,基于PCA模糊理论建立的风力发电机可靠性模糊理论评价模型(FSEM)符合实际运行状态,对定量评估机组可靠性具有指导意义.

关键词：风力发电机 PCA 可靠性 FESM

Experimental Investigation of Wave Load and Run-up on the Composite Bucket Foundation Influenced by Regular Waves

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Journal of Ocean University of China 2021年第2期20卷 271-284页

作者： yu Tongshun zhao Zishuai SHI Zhongyu XU yu College of Engineering Ocean University of ChinaQingdao 266100China Shandong Provincial Key Laboratory of Ocean Engineering Qingdao 266100China State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and Safety Tianjin UniversityTianjin 300072China

In the design of wind turbine foundations for offshore wind farms, the wave load and run-up slamming on the supporting structure are the quantities that need to be considered. Because of a special arc transition, the interaction between the wave field and the composite bucket foundation(CBF) becomes complicated. In this study, the hydrodynamic characteristics, including wave pressure, load, upwelling, and run-up, around the arc transition of a CBF influenced by regular waves are investigated through physical tests at Shandong Provincial Key Laboratory of Ocean Engineering, Ocean University of China. The distributions of the wave pressures and upwelling ratios around the CBF are described, and the relationship between the wave load and the wave parameters is discussed. New formulae based on the velocity stagnation head theory with linear wave theory and the second-order Stokes wave theory for wave kinematics are proposed to estimate the wave run-up. Moreover, the multiple regression method with nonlinear technology is employed to deduce an empirical formula for predicting run-up heights. Results show that the non-dimensional wave load increases with the increase in the values of the wave scattering parameter and relative wave height. The wave upwelling height is high in front of the CBF and has the lowest value at an angle of 135? with the incoming wave direction. The performance of the new formulae proposed in this study is compared using statistical indices to demonstrate that a good fit is obtained by the multiple regression method and the analytical model based on the velocity stagnation head theory is underdeveloped.

关键词： physical experiment composite bucket foundation wave load wave run-up regular waves

参数反演法在聚丙烯蜂窝板多层热解数值模拟中的应用

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安全与环境学报 2024年第7期24卷 2536-2545页

作者：马可馨王俊翔赵轩余强袁晓磊长安大学汽车学院西安710064 长安大学理学院西安710061 西安汽车职业大学西安710038

为模拟聚丙烯蜂窝板在锥形量热仪中的热解燃烧过程,研究应用参数反演法,融合微尺度动力学模型和小尺寸热解模型,成功构建了蜂窝板一维多层热解模型。首先,建立基于热重、微燃量热和锥形量热不同试验结果和不同材料结构的模型框架;其次,... 详细信息

为模拟聚丙烯蜂窝板在锥形量热仪中的热解燃烧过程,研究应用参数反演法,融合微尺度动力学模型和小尺寸热解模型,成功构建了蜂窝板一维多层热解模型。首先,建立基于热重、微燃量热和锥形量热不同试验结果和不同材料结构的模型框架;其次,根据提出的自适应混沌粒子群优化算法和火灾动力学模拟器(Fire Dynamics Simulator,FDS)相结合的参数反演法,求解模型参数;最后,讨论不同模型框架对模型准确性的影响。结果显示:多层材料模型框架比单层材料模型框架可以更准确地预测蜂窝板的热解过程;通过应用微尺度动力学模型,参数反演法可以较准确地求解模型热物性参数;动力学参数和热物性参数之间存在补偿效应,预先获取动力学参数可以提高参数反演准确性。

关键词：安全工程聚丙烯蜂窝板参数反演多层材料热解数值模拟

基于半监督对比学习的地震相智能识别方法研究

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石油物探 2024年第3期63卷 633-644页

作者：赵冀川陈双全李洪于金辰张佳伟中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)物探重点实验室北京102249 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102299

近年来,基于无监督学习和有监督学习的深度神经网络在地震相智能识别中发挥了重要的作用。但在实际应用中,无监督学习因缺少先验知识的引导,而识别精度相对较低。有监督学习需依赖大量标签信息,而实际情况难以满足该要求。提出一种半监... 详细信息

近年来,基于无监督学习和有监督学习的深度神经网络在地震相智能识别中发挥了重要的作用。但在实际应用中,无监督学习因缺少先验知识的引导,而识别精度相对较低。有监督学习需依赖大量标签信息,而实际情况难以满足该要求。提出一种半监督对比学习地震相识别方法,采用无标签数据和有标签数据共同学习以优化模型的性能和学习能力,从全部数据中学习相似样本之间的特征和不相似样本的差异,尽可能缩小同类地震相的类内距离并尽可能扩大类间距离;然后,利用少量的标签学习,将相类型和学习到的特征对应起来;最终实现全区的地震相高精度识别。将该方法应用于SEAM AI地震数据和南海某工区地震数据,获得了地震相识别结果,并将其与常规有监督地震相识别方法得到的结果进行对比,发现在少量标签的情况下,半监督对比学习地震相识别方法能有效识别不同类别的地震相,提高了地震相识别精度,具有良好的应用前景。

关键词：地震相识别对比学习半监督学习深度学习自监督学习

基于斑马鱼模型水合橙皮内酯增强免疫作用及基于网络药理学机制探讨

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药物评价研究 2024年第7期47卷 1513-1519页

作者：于子翔吕婧刘璐张冠群张彬高燕赵渤年山东中医药大学药物研究院国家中医药管理局高水平重点学科-中药药剂学黄河流域特色中药生态保护和高质量发展协同创新中心山东济南250355

目的基于模式生物斑马鱼结合网络药理学,研究枳壳的活性成分水合橙皮内酯增强免疫作用及作用机制。方法建立2种斑马鱼免疫低下模型:以雷帕霉素建立尾部中性粒细胞数目减少模型,以酒石酸长春瑞滨建立静脉血管中巨噬细胞荧光强度减弱模型... 详细信息

目的基于模式生物斑马鱼结合网络药理学,研究枳壳的活性成分水合橙皮内酯增强免疫作用及作用机制。方法建立2种斑马鱼免疫低下模型:以雷帕霉素建立尾部中性粒细胞数目减少模型,以酒石酸长春瑞滨建立静脉血管中巨噬细胞荧光强度减弱模型,检测水合橙皮内酯(10、20、50、100、200μg·mL^(-1))各给药组斑马鱼尾部中性粒细胞数目、斑马鱼尾部静脉血管中巨噬细胞荧光强度,计算中性粒细胞增长率和巨噬细胞改善率。基于网络药理学预测水合橙皮内酯增强免疫作用的机制,使用Pharm Mapper、中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)进行水合橙皮内酯靶点筛选,运用Gene Cards数据库和OMIM数据库检索增强免疫相关靶点,运用Venny2.1将上述两组靶点取交集后导入String数据库进行蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)分析,进行基因本体(GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,在Cytoscape3.9.1软件中构建水合橙皮内酯的增强靶点PPI网络,并以节点度值的中位数筛选关键靶点。结果与模型组相比,水合橙皮内酯可显著增加斑马鱼尾部中性粒细胞数目(P<0.01、0.001)、静脉血管中巨噬细胞荧光强度(P<0.05),证明水合橙皮内酯具有抗雷帕霉素、酒石酸长春瑞滨引起的免疫力低下作用,呈剂量相关性。水合橙皮内酯增强免疫的作用机制可能与AKT1、EGFR、SRC、MMP9、ESR1等关键靶点及PI3K-Akt、Rap1、AGE-RAGE等信号通路有关。结论水合橙皮内酯具有增强免疫作用,可能通过调控PI3K-Akt、Rap1、AGE-RAGE等信号通路发挥作用。

关键词：水合橙皮内酯枳壳增强免疫斑马鱼模型网络药理学

噻托溴铵联合莫西沙星治疗轻中度慢性阻塞性肺疾病急性加重期的临床研究

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现代药物与临床 2024年第1期39卷 151-156页

作者：赵晶晶李亚楠于立为张小杰首都医科大学附属北京友谊医院平谷医院呼吸科北京101200

目的探讨噻托溴铵联合莫西沙星治疗轻中度慢性阻塞性肺疾病急性加重期的临床疗效。方法回顾性收集2019年12月—2022年11月首都医科大学北京友谊医院平谷医院呼吸科收治的78例轻中度慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者的病例资料,根据治... 详细信息

目的探讨噻托溴铵联合莫西沙星治疗轻中度慢性阻塞性肺疾病急性加重期的临床疗效。方法回顾性收集2019年12月—2022年11月首都医科大学北京友谊医院平谷医院呼吸科收治的78例轻中度慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者的病例资料,根据治疗方案的不同将患者分为对照组和治疗组,每组各39例。对照组静脉滴注盐酸莫西沙星氯化钠注射液,0.4 g/次,每次输液时间≥90 min。治疗组在对照组基础上使用噻托溴铵吸入粉雾剂,1粒/次,通过粉雾吸入器吸入给药装置吸入使用,1次/d。两组疗程为10 d。观察两组临床疗效,比较治疗前后两组咳嗽、咳痰评估问卷(CASA-Q)评分、血气分析指标、改良版英国医学研究委员会呼吸困难问卷(m MRC)评分及外周血中性粒细胞与淋巴细胞比值(NLR)、血小板与淋巴细胞比值(PLR)和血清C反应蛋白(CRP)水平。结果治疗后,治疗组总有效率是97.44%,较对照组的79.49%显著提高(P<0.05)。治疗后,两组CASA-Q中咳嗽症状、咳嗽影响、咳痰症状、咳痰影响评分及其总分均较治疗前显著增加(P<0.05);且治疗后,治疗组CASA-Q评分高于对照组(P<0.05)。治疗后,两组动脉血氧分压(pO_(2))均显著上升,而动脉血二氧化碳分压(pCO_(2))均显著下降(P<0.05);且治疗后,治疗组患者血气指标改善优于对照组(P<0.05)。治疗后,两组患者m MRC评分均显著降低(P<0.05);且治疗后,治疗组m MRC评分低于对照组(P<0.05)。治疗后,两组外周血NLR、PLR和血清CRP水平均显著下降(P<0.05);且治疗后,NLR、PLR和血清CRP水平均以治疗组降低更显著(P<0.05)。结论噻托溴铵联合莫西沙星治疗轻中度慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者具有良好的疗效,能安全有效地缓解患者呼吸道症状,改善动脉血气和肺功能,调节机体炎症状态。

关键词：噻托溴铵粉雾剂盐酸莫西沙星氯化钠注射液慢性阻塞性肺疾病急性加重期动脉血氧分压咳嗽、咳痰评估问卷评分外周血中性粒细胞与淋巴细胞比值血小板与淋巴细胞比值血清C反应蛋白

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基于无人机遥感的植被覆盖与管理因子计算

水土保持研究 2024年第6期31卷 103-108页

作者：卞雪卢慧中耿韧时宇金秋赵广举南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室南京210029 水利部水土保持监测中心北京100055

[目的]研究传统遥感的混合像元分解法在无人机遥感中的应用,提出小区域尺度的植被覆盖与管理因子(C因子)快速估算方法。[方法]借助无人机航拍获取南京江宁谷里地区土地利用情况的遥感影像,采用面向对象分类法提取各类型用地的地物盖度,... 详细信息

[目的]研究传统遥感的混合像元分解法在无人机遥感中的应用,提出小区域尺度的植被覆盖与管理因子(C因子)快速估算方法。[方法]借助无人机航拍获取南京江宁谷里地区土地利用情况的遥感影像,采用面向对象分类法提取各类型用地的地物盖度,基于混合像元分解的C因子模型计算了研究区C值,通过与已有研究成果的分析比较,评价该方法的准确性。[结果]对象分类结果(植被、裸地和非光合地物)总正确率都在95%以上,基于混合像元分解的C因子模型估算南京江宁谷里地区的林地、耕地和草地的C值分别为0.057,0.176,0.043,结果与已有研究成果接近。[结论]利用无人机遥感进行C因子估算是可行的,且相较于传统的径流小区实测法,更为高效便捷。

关键词：土壤侵蚀植被覆盖与管理因子通用土壤流失方程无人机遥感面向对象分类