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Autonomous trajectory tracking control method for an agricultural robotic vehicle

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International Journal of Agricultural and Biological Engineering 2024年第1期17卷 215-224页

作者： Jin Yan Wenguang Zhang Yong liu Wei Pan Xiaoyu Hou zhiyu liu School of Computer Science and Engineering Nanjing University of Science and TechnologyNanjing 210094China School of Information Engineering Xuzhou University of TechnologyXuzhou 221018JiangsuChina National Key Laboratory of Transient Physics Nanjing University of Science and TechnologyNanjing 210094China School of Mechanical Engineering Nanjing University of Science and TechnologyNanjing 210094China

To address the nonlinearities and external disturbances in unstructured and complex agricultural environments,this paper investigates an autonomous trajectory tracking control method for agricultural ground ***,this paper presents the design and implementation of a lightweight,modular two-wheeled differential drive vehicle equipped with two drive wheels and two caster *** vehicle comprises drive wheel modules,passive wheel modules,battery modules,a vehicle frame,a sensor system,and a control ***,a novel robust trajectory tracking method was proposed,utilizing an improved pure pursuit ***,an Online Particle Swarm Optimization Continuously Tuned PID(OPSO-CTPID)controller was introduced to dynamically search for optimal control gains for the PID *** results demonstrate the superiority of the improved pure pursuit algorithm and the OPSO-CTPID control *** validate the performance,the vehicle was integrated with a seeding and fertilizing machine to realize autonomous wheat seeding in an agricultural *** outcomes reveal that the vehicle of this study completed a seeding operation exceeding 1 km in *** proposed method can robustly and smoothly track the desired trajectory with an accuracy of less than 10 cm for the root mean square error(RMSE)of the curve and straight lines,given a suitable set of parameters,meeting the requirements of agricultural *** findings of this study hold significant reference value for subsequent research on trajectory tracking algorithms for ground-based agricultural robots.

关键词： trajectory tracking autonomy control agricultural robotic vehicle online PSO continuously tuned PID dynamic pure pursuit algorithm

Hybrid 2D/3D Graphitic Carbon Nitride-Based High-Temperature Position-Sensitive Detector

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Energy & Environmental Materials 2024年第1期7卷 275-283页

作者： Xuexia Chen Dongwen Yang Xun Yang Qing Lou zhiyu liu Yancheng Chen Chaofan Lv Lin Dong Chongxin Shan Henan Key Laboratory of Diamond Optoelectronic Materials and Devices Key Laboratory of Material PhysicsMinistry of EducationSchool of Physics and MicroelectronicsZhengzhou UniversityZhengzhou 450052China

Ultraviolet position-sensitive detectors(PSDs)are expected to undergo harsh environments,such as high temperatures,for a wide variety of applications in military,civilian,and ***,no report on relevant PSDs operating at high temperatures can be found up to ***,we design a new 2D/3D graphitic carbon nitride(g-C_(3)N_(4))/gallium nitride(GaN)hybrid heterojunction to construct the ultraviolet high-temperature-resistant *** g-C_(3)N_(4)/GaN PSD exhibits a high position sensitivity of 355 mV mm^(-1),a rise/fall response time of 1.7/2.3 ms,and a nonlinearity of 0.5%at room *** ultralow formation energy of-0.917 eV atom^(-1)has been obtained via the thermodynamic phase stability calculations,which endows g-C_(3)N_(4)with robust stability against *** merits of the strong built-in electric field of the 2D/3D hybrid heterojunction and robust thermo-stability of g-C_(3)N_(4),the g-C_(3)N_(4)/GaN PSD delivers an excellent position sensitivity and angle detection nonlinearity of 315 mV mm^(-1)and 1.4%,respectively,with high repeatability at a high temperature up to 700 K,outperforming most of the other counterparts and even commercial silicon-based *** work unveils the high-temperature PSD,and pioneers a new path to constructing g-C_(3)N_(4)-based harsh-environment-tolerant optoelectronic devices.

关键词： graphitic carbon nitride high-temperature stability lateral photovoltaic effect position-sensitive detectors two-dimensional materials

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抑郁症发病机制与高中生物学教学的统合

生物学教学 2024年第7期49卷 80-83页

作者：刘芷瑜福建省福州华侨中学福州350009

抑郁症发病机制复杂,涉及大脑结构功能改变、神经内分泌调节失衡、表观遗传修饰等多方面因素。为使高中学生客观理性地认识抑郁症,本文在高中生物学知识体系的基础上,从神经生理学和表观遗传学角度解析抑郁症发病的分子机制,以期为高中... 详细信息

抑郁症发病机制复杂,涉及大脑结构功能改变、神经内分泌调节失衡、表观遗传修饰等多方面因素。为使高中学生客观理性地认识抑郁症,本文在高中生物学知识体系的基础上,从神经生理学和表观遗传学角度解析抑郁症发病的分子机制,以期为高中生物学教学提供参考。

关键词：抑郁症表观遗传神经内分泌高中生物学单元教学

局部受热锈蚀预应力混凝土梁力学性能试验研究

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铁道科学与工程学报 2024年第2期21卷 681-696页

作者：杨鸥刘智宇葛鹏吕博文风工程与桥梁工程湖南省重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

随着我国基础建设的发展,大量混凝土桥梁在恶劣环境影响下发生腐蚀和老化,腐蚀桥梁结构的灾害破坏机理研究对桥梁结构的运营安全具有重要意义。为研究已经锈蚀受损的桥梁在局部受热状态下的高温力学性能,设计10根预应力混凝土梁试件。... 详细信息

随着我国基础建设的发展,大量混凝土桥梁在恶劣环境影响下发生腐蚀和老化,腐蚀桥梁结构的灾害破坏机理研究对桥梁结构的运营安全具有重要意义。为研究已经锈蚀受损的桥梁在局部受热状态下的高温力学性能,设计10根预应力混凝土梁试件。其中对照组的2根试件在常温下加载,试验变量为预应力筋初始应力,试验组的8根试件在高温下加载,试验变量分别为钢筋锈蚀、预应力筋初始应力、初始荷载。首先,基于电化学原理对4根预应力混凝土梁进行钢筋加速锈蚀处理,然后利用复合高温试验炉对8根预应力混凝土梁(4根锈蚀、4根未锈蚀)在跨中进行三面受火试验。最后,采用数值方法对局部受热预应力混凝土梁进行了仿真分析。研究结果表明:局部受热条件下,预应力混凝土梁的承载能力会发生明显降低,下降幅度约为11.3%~14.9%;钢筋锈蚀导致的混凝土开裂会对预应力混凝土梁的抗火性能产生不利影响,主要表现为2个方面,1)相同试验条件下,锈蚀后的试件预应力增量更大;2)锈蚀试件在局部受热条件下承载能力下降幅度更大,约为19.4%~21.9%;增大预应力筋的初始应力可以减小预应力混凝土梁在局部受热时的高温蠕变变形;局部高温作用下预应力混凝土梁对初始荷载较为敏感,当试件初始荷载值提升20%时,三分点位移量约增大60%。研究成果可以为实际锈蚀桥梁的防火设计和灾后应急提供理论依据。

关键词：预应力混凝土梁局部受热钢筋锈蚀火灾试验温度场

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基于二阶边缘检测算法的随机架构设计

合肥工业大学学报（自然科学版） 2024年第4期47卷 496-501页

作者：刘志雨解光军合肥工业大学微电子学院安徽合肥230601

数字图像边缘是具有明显亮度变化的像素集合,边缘检测是识别图像边缘的最佳方法。其中,二阶边缘检测算法具有很强的边缘定位能力,但在硬件实现上需要消耗大量资源,且易受到电路的内部噪声影响。文章提出拉普拉斯(Laplace)和高斯拉普拉斯... 详细信息

数字图像边缘是具有明显亮度变化的像素集合,边缘检测是识别图像边缘的最佳方法。其中,二阶边缘检测算法具有很强的边缘定位能力,但在硬件实现上需要消耗大量资源,且易受到电路的内部噪声影响。文章提出拉普拉斯(Laplace)和高斯拉普拉斯(Laplacian of Gaussian,LoG)2种常见二阶边缘检测算法的随机电路结构,并控制输入比特流的相关性来优化电路,进一步提高运行效率。实验结果表明,相比于传统的加权二进制实现,该电路消耗更少的功耗和电路面积,同时拥有更高的容错性。

关键词：二阶边缘检测算法容错低成本设计随机计算低功耗设计

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张纯如大屠杀书写中创伤的代际传递研究

淮阴工学院学报 2024年第3期33卷 37-42页

作者：刘之瑜爱丁堡大学文学、语言与文化学院英国爱丁堡EH89RR

作为南京大屠杀的亲历者的第二代,张纯如从上一代继承了关于南京大屠杀和战争的创伤性回忆,她的非虚构作品《南京大屠杀:第二次世界大战中被遗忘的大浩劫》的写作一定程度上是她对这种代际创伤的回应,也是她对创伤进行疗愈的一种方式,... 详细信息

作为南京大屠杀的亲历者的第二代,张纯如从上一代继承了关于南京大屠杀和战争的创伤性回忆,她的非虚构作品《南京大屠杀:第二次世界大战中被遗忘的大浩劫》的写作一定程度上是她对这种代际创伤的回应,也是她对创伤进行疗愈的一种方式,更是她努力重建自我民族文化身份和族裔认同的一种尝试。张纯如的写作还体现了她承担历史责任的勇气和担当,更体现了对真理伦理的追求。但是,代际创伤和张纯如关于南京大屠杀的写作有着取代她的个人叙事的隐患并且有可能导致反移情的发生,并对她的心理健康产生负面的影响。

关键词：张纯如南京大屠杀后记忆创伤的代际传递精神分析

真空低温慢煮加工对中华管鞭虾肌肉品质的影响

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食品工业科技 2024年第7期45卷 108-118页

作者：周寅涛冯绍彪水珊珊刘智禹张宾浙江海洋大学食品与药学学院浙江舟山316022 浙江海洋大学比萨海洋研究生学院浙江舟山316022 浙江省海洋开发研究院浙江舟山316021 福建省水产研究所福建厦门361013

探究真空低温慢煮(sous vide,SV)加工对中华管鞭虾肌肉品质特性的影响。以去头去壳(虾仁组)和去头带壳(带壳虾组)中华管鞭虾为对象,经真空密封后在70℃水浴下分别加热5、8、10和12 min(SV加工),以传统100℃沸水加热2 min为对照(CK),测... 详细信息

探究真空低温慢煮(sous vide,SV)加工对中华管鞭虾肌肉品质特性的影响。以去头去壳(虾仁组)和去头带壳(带壳虾组)中华管鞭虾为对象,经真空密封后在70℃水浴下分别加热5、8、10和12 min(SV加工),以传统100℃沸水加热2 min为对照(CK),测定加工后虾仁肌肉感官特性、色差、水分含量、蒸煮损失率、质构特性、蛋白质含量及提取率、肌原纤维蛋白总巯基含量、Ca^(2+)-ATPase活性和组织微观结构等指标。结果发现,随着煮制时间延长,SV加工中华管鞭虾肌肉L^(*)值和b^(*)值不断上升,a^(*)值先上升后下降,肌肉中水分含量逐渐下降,而肌肉蒸煮损失率、硬度和咀嚼性不断升高。煮制加热过程中,肌肉中盐溶性蛋白质、肌原纤维蛋白总巯基含量、Ca^(2+)-ATPase活性和肌原纤维蛋白溶解度不断下降。HE染色和SEM结果表明,煮制过程中中华管鞭虾肌纤维受热逐渐发生变性,肌纤维间距增大、肌丝断裂。与CK处理相比,SV处理可增加虾感官评分和水分含量,有效减少蒸煮损失率、硬度和咀嚼性,更好保留水溶性蛋白质、盐溶性蛋白质、肌原纤维蛋白总巯基含量、Ca^(2+)-ATPase活性等,并减少不溶性蛋白质的形成。此外,与虾仁组相比,带壳虾组虾仁肌肉组织结构保持较为完整,肌纤维组织排列较为紧密,能更好维持中华管鞭虾的质构和原始风味。综上所述,SV带壳处理是一种优于传统加热的热处理方式,有助于保留虾肉本身的风味品质,为虾类水产品加工工艺提供了新思路。

关键词：中华管鞭虾真空低温慢煮肌肉加工工艺品质特性

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局部进展期直肠癌新辅助放化疗后肿瘤退缩的影响因素分析及预测模型构建

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中国癌症杂志 2024年第2期34卷 191-200页

作者：刘志昱徐栋陈西昊李纪鹏西安医学院研究生处陕西西安710068 空军军医大学第一附属医院消化外科陕西西安710032

背景与目的:局部进展期直肠癌(locally advanced rectal cancer,LARC)的标准治疗策略是新辅助放化疗(neoadjuvant chemoradiotherapy,nCRT)后进行手术治疗,nCRT可以使肿块缩小,实现肿瘤降期,增加R0切除率。但直肠癌个体差异较大,有部分... 详细信息

背景与目的:局部进展期直肠癌(locally advanced rectal cancer,LARC)的标准治疗策略是新辅助放化疗(neoadjuvant chemoradiotherapy,nCRT)后进行手术治疗,nCRT可以使肿块缩小,实现肿瘤降期,增加R0切除率。但直肠癌个体差异较大,有部分患者对nCRT反应较差,并不能从nCRT中获益。因此,采取有效的筛选措施,以识别nCRT效果不佳的患者很有必要。本研究旨在探讨临床基线指标对LARC nCRT后肿瘤退缩的预测价值并构建肿瘤退缩预测模型。方法:收集2016年1月—2020年12月在空军军医大学第一附属医院接受nCRT治疗且行全直肠系膜切除术的LARC患者,收集入组患者nCRT前的临床基线指标,包括实验室检查、肿瘤标志物和磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)资料。根据nCRT前后的MRI报告的肿瘤大小,通过实体瘤疗效评价标准(Response Evaluation Criteria in Solid Tumors,RECIST)来评价LARC患者nCRT后肿瘤退缩程度。使用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线对临床基线指标标准化处理后,进行多因素分析,筛选影响肿瘤退缩的因素,通过logistic回归构建肿瘤退缩预测模型,采用决策曲线分析(decision curve analysis,DCA)和校准曲线对模型的预测性能进行评估,并通过十折交叉验证来检测模型的准确度。结果:本回顾性队列研究共入组158例患者,其中98例患者nCRT后肿瘤退缩良好,达到完全缓解(complete response,CR)或部分缓解(partial response,PR),客观缓解率为62%;60例患者退缩不良,为疾病稳定(stable disease,SD)或疾病进展(progressive disease,PD)。多因素分析表明,治疗前肿瘤直径(P<0.001)、nCRT后距离手术的时间(P=0.006)、D-二聚体(P=0.010)、预后营养指数(prognostic nutrition index,PNI)(P=0.035)、癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)(P=0.004)、壁外血管侵犯(extramural vascular invasion,EMVI)(P=0.026)与nCRT后肿瘤退缩显著相关。LARC nCRT后肿瘤退缩预测模型的ROC曲线的曲线下面积(area under curve,AUC)为0.84(95%CI:0.780~0.899),灵敏度为85.0%,特异度为72.4%。在校准曲线中,预测结果与实际结果吻合良好,具有良好的预测精准度。DCA表明,肿瘤退缩预测模型可以为诊断带来临床净收益。结论:治疗前肿瘤直径、nCRT后距离手术的时间、D-二聚体、PNI、CEA及EMVI是LARC nCRT后肿瘤退缩的独立风险因素,基于上述因素构建的肿瘤退缩预测模型对LARC患者nCRT后的肿瘤退缩具有较好的预测效能。

关键词：直肠癌局部进展期新辅助放化疗肿瘤退缩预测

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“双碳”背景下农村能源转型的对策

农业科技与装备 2024年第2期 113-114页

作者：刘志宇辽宁省农业发展服务中心沈阳110034

探讨“双碳”背景下农村能源转型的必要性,通过对农村能源现状进行分析,发现存在能源消费结构不合理、能源供应不足、能源利用效率低等问题,对此,在政策、技术、经济和社会层面提出对策措施,以此来为农村能源转型提供参考。

关键词： “双碳”目标农村能源转型对策