Mobile robot with optical sensors for remote assessment of plant conditions and atmospheric parameters in an industrial greenhouse

Abstract

Розроблено мобільного робота для моніторингу стану атмосфери та фітостану в захищеному ґрунті з метою формування стратегій керування, що максимізують прибуток виробництва. Як основу для побудови інформаційної системи мобільного робота використано вільну та відкриту програмну оболонку ROS (Robot Operating System). У роботі розглянуто безконтактний метод оцінювання стану рослин (формування кількості квітів у суцвітті, кількості плодів на гілці, середньої висоти та стиглості плодів, приросту маси плодів) за допомогою вейвлет-аналізу, під час якого кожне зображення, отримане відеокамерою, розташованою на мобільному роботі, розкладається на вейвлет-функції. Проведено навчання роботом нагромадженню досвіду методом спроб і помилок на маршруті, і визначено, що з нагромадженням досвіду кількість невдалих спроб і час проходження маршруту зменшуються, тоді як кількість отриманих заохочень зростає.

A mobile robot has been developed to monitor the state of the atmosphere and phyto-condition in rotected ground facilities to form control strategies that maximize production profits. The free and open ROS (Robot Operating System) software shell was used as a basis for building a mobile robot nformation system. The paper considers a non-contact method of assessing the condition of plants (formation of the number of flowers in the inflorescence, the number of fruits per branch, average eight and ripeness of the fruit, fruit weight gain) using wavelet analysis, during which each image obtained with a video camera located on a mobile robot, decomposes into wave functions. The training on the accumulation of experience of trial and error of the route by the robot was conducted and it was determined that with the accumulation of experience the number of unsuccessful attempts and time of the route decreases, while the number of received incentives increases.