基于激光雷达的巡检机器人导航系统研究

智能巡检机器人能够高效、可靠地完成巡检任务,降低工作人员的劳动强度,准确、稳定的导航定位是巡检机器人执行巡检任务的基础。本文研究了基于激光雷达的巡检机器人导航系统,可实现机器人在室内外环境下的地图建立、路径规划和导航定位。导航系统由远程监控平台与巡检机器人组成,远程监控平台发布巡检任务、监控机器人状态、查询与存储检测数据,巡检机器人可实现自主导航定位、遍历检测点、执行数据采集等巡检任务,二者通过无线网络实现远程数据交互。融合激光雷达与编码器信息,使用高鲁棒性Gmapping算法建立二维环境地图。根据地图与检测点信息,采用分支界定算法搜索最优巡检路线,以减少巡检时间和能源消耗。使用自适应蒙特卡罗定位(AMCL)算法估计机器人位置和姿态,结合巡检路线,进行导航定位。根据横向偏差与航向偏差,通过经典的PID算法完成机器人驱动控制。机器人搭载可见光相机与红外相机,可对目标进行可见光通道与红外通道的融合图像检测。对巡检机器人进行了室内导航定位试验,试验结果表明,在1 m/s的速度下,位置与航向偏差的平均绝对误差(MAE)分别小于5 cm和1.1°,标准差(SD)分别小于5 cm和1.5°,能够满足巡检导航定位的要求。     

花生收获机械化技术应用研究与推广

经过多年的发展,我国花生收获机械技术有了较大的提升,但与发达国家相比,仍相对滞后。为此,通过对当前花生收获机械挖掘输送技术、去土技术及摘果技术、清选分离技术等的应用情况进行对比分析,总结出制约其技术推广的主要问题。结合其推广现状,提出借鉴发达国家农机推广成功经验,加强政策调研和产业调研的全新模式。通过强化优势、弥补弱项,以及搭建创新产业平台建设与平台高效率利用,探索"互联网+农机"的全新机制适合花生收获机械推广应用的发展对策,为整个农机技术的应用研究与推广提供现实依据与理论支持。     

不同煤基腐殖酸对土壤锌淋洗效果的研究

为了研究不同煤基腐殖酸对土壤锌的淋洗效果,从而进一步探讨其调控土壤锌移动性的效果,采用土柱淋洗方法,研究了11种煤基腐殖酸及EDTA在2种淋洗方式（去离子水淋洗和5% KCl溶液淋洗）下对土壤Zn的淋洗效果的影响。结果表明：11种煤基腐殖酸处理下,去离子水淋洗液中Zn含量与CK2相比,1~10号煤基腐殖酸对土壤Zn都有一定的钝化作用,降低了Zn在土壤中的迁移性,而11号煤基腐殖酸增强了Zn在土壤中的迁移性,但11种煤基腐殖酸处理下的淋洗效果均低于EDTA处理下的淋洗效果。同时,5% KCl溶液对Zn的淋洗效果好于去离子水。     

西瓜耐冷性鉴定指标的筛选

旨为分析不同西瓜品种在发芽期的耐冷特性、苗期的生长特性、光合作用及生理生化方面的差异,筛选出西瓜耐冷性的综合鉴定指标和鉴定方法,为实际生产上选育耐冷性的西瓜种质资源提供依据。通过对12份西瓜材料进行耐冷性比较,初步筛选出3个耐冷性不同的西瓜材料,对这3个材料进行低温处理。结果表明：不同处理时间下,各品种的冷害指数有差异。通过测定处理6d和8d时的冷害指数,得出各品种耐低温性强弱,从中选出耐低温性品种红野一号、中等耐低温性品种抗病苏蜜和冷敏感品种橙兰。15℃低温条件下,耐冷性品种红野一号的发芽率、相对发芽率、胚根长及相对胚根长最高。15℃可作为西瓜种子发芽期耐低温性鉴定的适宜温度;种子的始发芽日期、相对发芽率、相对胚根长可作为西瓜芽期耐低温鉴定指标。三叶一心的西瓜幼苗低温处理后,植株的生长量降低,光合速率下降,植株叶片的酶活性增加,MDA含量上升,各指标的变化幅度与低温处理强度及品种自身耐冷性相关。得出植株的株高、叶面积、株鲜质量、根干质量、净光合速率( Pn)、Chl a/b比值、MDA含量的变化幅度可作为西瓜耐低温品种筛选的鉴定指标。     

苦瓜ISSR-CR反应体系的建立

以苦瓜（Momordica charantia L．）为试材，研究了PCR反应体系的主要成分及退火温度、循环次数对苦瓜ISSR扩增结果的影响。结果表明：在20μl的反应体系中，Mg^2＋的用量为1．2—1．6mmol／L，dNTPs浓度为0．2mmol／L，引物的浓度为0．25μmol／L，Taq DNA聚合酶的用量为1u，模板DNA的用量为30～50ng，在46．4—51.7℃的退火温度下35个循环，能得到清晰、多态性高的ISSR带谱。     

虾夷扇贝家系群体遗传结构及其微卫星标记与经济性状相关性的分析研究

为了有效利用微卫星技术分析虾夷扇贝的群体遗传结构并筛选与虾夷扇贝生长相关的标记。采用19个多态性微卫星分子标记对虾夷扇贝一个家系群体进行了遗传多样性分析。结果显示：19个微卫星位点共获得60个等位基因,每个位点的等位基因数(Na)为2~4个,等位基因片段大小为113~312 bp,平均等位基因数为3.26个,平均有效等位基因数(Ne)为3.0175个,观测杂合度(Ho)平均值为0.2952,期望杂合度(He)的平均值为0.6352,平均多态信息含量(PIC)值为0.5671。经卡方Hardy-Weinberg检验(P<0.01)显示多于半数的位点都发生了偏离。运用SPSS 16.0对微卫星标记与虾夷扇贝生长性状的相关性进行分析,结果表明：DQ679223与壳宽显著相关,EF056526与体重、壳长、壳高、壳宽显著相关,DQ221720与体重、壳高、壳宽显著相关,FJ262409与体重显著相关。研究结果表明：虾夷扇贝的群体遗传多样性水平较高,有较高的遗传改良潜力,可以利用筛选的与虾夷扇贝生长相关的标记进行辅助育种,提高育种效率。     

大流量电液控制阀设计与试验

设计了一种大流量电液控制阀,采用压差反馈取代常用的位移反馈,为二级阀闭环提供了一种新方法并降低了成本;采用椭圆油口降低了阀芯长度与质量,有利于提高系统频响。建立了电液控制阀系统的数学模型并进行了仿真分析,结果表明采用矩形窗口与三角形窗口组合的复合节流窗口的设计可同时满足大流量时的快速性与小流量时的稳定性要求,电液控制阀最大流量为417 L/min,在±50%输入信号下频响为73 Hz。研制了试验样机并成功应用于液压软管脉冲试验系统,系统在不同负载下的水锤波响应进一步验证了所设计大流量电液控制阀应用的广泛性。     

耐高压双向椭圆齿轮微小流量计研究

提出了一种基于低偏心率椭圆齿轮转子适用于高压下微小流量计量的双向椭圆齿轮流量计结构,阐述了该种流量计的工作原理,给出了低偏心率椭圆齿轮转子的节曲线及齿廓方程,并设计了样机进行实验研究。实验表明,在31.5 MPa以下,0.05~3 L/min流量范围内的计量精度可达±0.5%,在0.03~3 L/min流量范围内的计量精度可达±1%,具有耐高压、结构简单、精度高、脉动小、可双向计量等优点。     

不同时间尺度下温室无土栽培番茄蒸散规律研究

采用试验测量法,以温室环境参数为变量,建立了不同时间尺度下番茄蒸腾量和椰糠水分蒸发量回归模型以分析温室无土栽培番茄蒸腾规律和椰糠水分蒸发规律。结果表明,1h、1d时间尺度下番茄蒸腾量回归模型的决定系数分别为0.673 8、0.801;68d(整个试验周期)时间尺度下,1号番茄累积蒸腾量与累积有效积温、累积辐射积的拟合决定系数分别为0.998 4、0.993 6。1d时间尺度下,椰糠水分蒸发量特性方程的回归系数为0.891;58d(整个试验周期)时间尺度下,椰糠累积水分蒸发量与累积有效积温和累积辐热积回归方程的决定系数分别为0.999和0.992 7。随着时间尺度增大,番茄蒸腾量和椰糠水分蒸发量与环境参数的相关性显著提高。     

冬小麦精准追肥机专家决策系统

为了实现小麦生长过程中的实时变量追肥,研究了光谱数据处理策略及目标追肥量的计算模型,开发了基于近地光谱探测技术的实时变量追肥专家决策系统,结合小麦冠层归一化植被指数(NDVI)、追肥机实际行进速度和肥料反馈量,双通道独立控制施肥机构的转速和开度,从而实时调整追肥量,实现精准变量追肥。试验结果表明,专家决策系统的控制精度达到90%以上,可以满足精准追肥的要求;拔节期,变量追肥比定量均匀施肥增施氮肥28 kg/hm2左右;变量施肥有利于改善小麦群体结构,降低产量差异性。