基于OFDM信道和远程监控的果园采摘机器人设计.pdf

农 机 化 研 究 第 3期 基 于 OFDM 信 道 和远 程 监 控 的果 园采摘 机 器 人 设计 周真真 ，李燕杰 ，闫瑞雪 (I．仃家 科技工程职业学院 信息工程系 ，百家庄 050800；2．天津农学院 计算机与信息工程学院，天津 300384) 摘 要：随荷网络和远程控制技术的发展 ，基于移动互联网的智能机器人成为未来机器人 的发展方向。到 目前 为止 ，采摘机器人还很少采用移动互联 网进行远程监控 ，如果将移动互联网应用到果园采摘机器人 的没计 匕，将 会大幅度地提高采摘机器人的实时在线控制水平 ，提高多机器人编 队控制能力。为此 ，提 出了一种基于 OFDM 信道估计和远程监控 网络的果园采摘机器人设计方法，并结合果实图像的分割 、归一化、细化和增强技术 ．提高 机器人果实罔像的识刖能力 。通过夜 问对采摘机器人平台的测试发现 ：机器人在加入信噪 比的干扰信号情况 下，采用 OFDM传输系统的机器人信号发送端干接收端 的信号吻合程度很高，误码率很低，为新式智能远程控制 采摘机器人的研究提供 了较有价值的参考 关键词 ：OFI)M信道 ；远程控制；采摘平台 ；机器人 ；抗 f：扰 中图分类号：S225．93：TP242．3 文献标识码：A 文章编号 ：1003—188X(2017)O3—0229—05 多的干扰信 号，因此在进行图像识别时需要对图像进 0 引言 行处理，在进行通信时需要选择抗干扰性能较强的 随着网络技术的 速发展，传统的机器人控制技 OFDM通信技术。机器人对果实 目标的识别过程是对 术 先进 的网络通讯技术不断融合，使基于网络的机 果实图像信息匹配的过程，主要包括黄瓜果实图像的 器人控制技术也得 以不断发展。远程控制技术可 以 灰度化、图像分割、归一化、增强和细化、特征提取和 使人们通过简 的终端机完全控制网络另一端的被 特征匹配，具体步骤如下文 。 控机 ，从而实现 厂另一端被控机信息的获取和强大的 控制功能。山于采摘机器人作业环境的复杂性，依靠 有线网络埘机器人进行远程控制是不现实的；而传统 的无线移动网络 由于传输速度和距离的限制，在采摘 机器人远程控制 I：的应用也受到限制。 i甚于4G移 动通信和OFDM传输系统的无线网络不仅传输效率 高，而且抗 F扰能力也 {常强，将其应用在采摘机器 人的远程控制系统中，具有重要的现实意义．． 1 采摘机器人果实图像信息匹配 果实图像识别是采摘机器人进行采摘作业 的主要 依据 ，也足远程控制 中主要的检测对象。采用 OFDM J冬』1 米俩 L 人简化模 型 技术町以使川 前的移动4G网络实现图像等信息数 Fig．1 Thesimplifiedmodelofpickingrobot 据的传输， 此在传输数据之前必须获得准确的图 1．1 图像灰度化 像。采摘机器人识刖果实的简化模型如图l所示。 图像灰度化处理是将彩色图像转换为灰度图像的 以黄瓜采摘为例，对采摘机器人的远程通信信道 操作。一般采摘机器人采集到的果实图像为24位的 进行没 。‘在果实采摘过程 中，除了果实之外还有较 真彩图像，因此需要利用转换公式将其转换为 8位灰 度图像，其公式为 收稿 日期：20I6—0I一26 C=xR+yG+zB， +y+ =1 (1) 基金项 目：天津I岛『等学校科技发展基金汁划项 FI 作者简介：周 真 (1982一)，女．河北邯郸人，}师，硕 (E—ma