A Simulator-based Planning Framework for Optimizing Autonomous Greenhouse Control Strategy

温室 模块化设计 启发式 时间范围 计算机科学 控制(管理) 人口 模拟 强化学习 温室气体 资源(消歧) 农业工程 控制工程 工程类 数学优化 人工智能 数学 生态学 计算机网络 人口学 园艺 社会学 操作系统 生物
作者
Zhicheng An,Xin Cao,Yao Yao,Wanpeng Zhang,Lanqing Li,Yue Wang,Shihui Guo,Dijun Luo
标识
DOI:10.1609/icaps.v31i1.15989
摘要

The rapidly growing global population presents challenges and demands for efficient production of healthy fresh food. Autonomous greenhouse equipped with standard sensors and actuators (such as heating and lighting) which enables control of indoor climate for crop production, contributes to producing higher yields. However, it requires skilled and expensive labor, as well as a large amount of energy. An autonomous greenhouse control strategy, powered by AI algorithms by optimizing the yields and resource use simultaneously, offers an ideal solution to the dilemma. In this paper, we propose a two-stage planning framework to automatically optimize greenhouse control setpoints given specific outside weather conditions. Firstly, we take advantage of cumulative planting data and horticulture knowledge to build a multi-modular simulator using neural networks, to simulate climate change and crop growth in the greenhouse. Secondly, two AI algorithms (reinforcement learning and heuristic algorithm) as planning methods are applied to obtain optimal control strategies based on the simulator. We evaluate our framework on a cherry-tomato planting dataset and demonstrate that the simulator is able to simulate greenhouse planting processes with high accuracy and fast speed. Moreover, the control strategies produced by the AI algorithms all obtain superhuman performance, in particular, significantly outperform all teams of the second “Autonomous Greenhouse Challenge” in terms of net profits.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
piggyflying发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
苏久发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
dongdongdongya完成签到,获得积分10
2秒前
哇哈哈哈发布了新的文献求助10
3秒前
白羊完成签到,获得积分10
3秒前
闻尔发布了新的文献求助20
4秒前
4秒前
4秒前
iebix发布了新的文献求助20
5秒前
5秒前
梅哈完成签到 ,获得积分10
5秒前
烟色晚空完成签到,获得积分10
6秒前
小鱼儿发布了新的文献求助10
6秒前
无心的半梅完成签到,获得积分10
7秒前
jassica9发布了新的文献求助10
7秒前
peiter发布了新的文献求助10
8秒前
闫123发布了新的文献求助10
8秒前
顺心的大碗完成签到,获得积分10
8秒前
烟花应助浅听风吟采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
luckin发布了新的文献求助10
10秒前
骑猪看月完成签到,获得积分10
10秒前
可爱的函函应助KKIII采纳,获得30
10秒前
11秒前
超级的迎彤完成签到 ,获得积分10
11秒前
佛系发布了新的文献求助10
11秒前
刘卓岩发布了新的文献求助20
13秒前
闻尔完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
CooLIT发布了新的文献求助10
14秒前
刘霞完成签到,获得积分10
14秒前
Mr祥完成签到,获得积分10
14秒前
胖虎的老张完成签到,获得积分10
14秒前
米米米完成签到,获得积分10
14秒前
孤独问旋完成签到,获得积分10
15秒前
大个应助豌豆射手采纳,获得10
15秒前
YING完成签到,获得积分10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Fermented Coffee Market 2000
Constitutional and Administrative Law 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
Critical Thinking: Tools for Taking Charge of Your Learning and Your Life 4th Edition 500
Investigative Interviewing: Psychology and Practice 300
Atlas of Anatomy (Fifth Edition) 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5286904
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4439441
关于积分的说明 13821830
捐赠科研通 4321463
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2371969
邀请新用户注册赠送积分活动 1367463
关于科研通互助平台的介绍 1330923