一种基于增强现实的农业管控系统技术方案

技术编号:14642255 阅读:57 留言:0更新日期:2017-02-15 22:15
一种基于增强现实的农业管控系统,涉及智能农业技术领域。本发明专利技术为了解决现有的农业管控技术仍存在智能化、自动化的程度不高的问题,以及现有农业管控技术不能实现用户与真实场景中的虚拟信息之间的交互等问题。所述系统包括具有增强现实提供系统的智能移动终端、服务器、农业信息采集装置、环境调节装置;具有增强现实提供系统的智能移动终端通过无线网络与服务器通信连接;服务器与农业信息采集装置进行通信,用于接收环境参数传感器的当前环境参数、各摄像设备采集的当前植物图像和高光谱仪获取的植被生长参数;多个摄像设备实时跟踪当前监控区域内被监控的农作物的场景,并通过服务器传给具有增强现实提供系统的智能移动终端,进行农作物的增强现实展示。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于增强现实的农业管控系统,涉及智能农业

技术介绍
设施农业是采用特定结构和性能的设施、工程技术和管理技术,改善或创造局部环境,为种植业、养殖业及其产品的储藏保鲜等提供相对可控制的最适宜的温度、湿度、光照度等环境条件,以期充分利用土壤、气候和生物潜能,在一定程度上摆脱对自然环境的依赖而进行的有效生产的农业。它是获得速生、高产、优质、高效的农产品的新型生产方式,是世界各国用以提供新鲜农产品的主要技术措施。目前很多的农业大棚仅仅是改善温度情况,保证在冬季等较为寒冷的气候情况下培育植物,进行农业生产,仍属于较为初级的阶段。现有农业技术仍存在智能化、自动化的程度不高的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于增强现实的农业管控系统,以解决现有的农业管控技术仍存在智能化、自动化的程度不高的问题,以及现有农业管控技术不能实现用户与真实场景中的虚拟信息之间的交互等问题。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是:一种基于增强现实的农业管控系统,所述农业管控系统应用在至少一个监控区域内,其包括具有增强现实提供系统的智能移动终端、服务器、农业信息采集装置、环境调节装置;具有增强现实提供系统的智能移动终端通过无线网络与服务器通信连接;农业信息采集装置包括多个摄像设备和高光谱成像光谱仪、以及多组环境参数监测传感器,多个摄像设备和高光谱成像设备可以是固定设置或移动设置;多个摄像设备和高光谱成像设备均布在所述监控区域内并覆盖整个监控区域,各摄像设备用于采集其监控区域内的当前植物生长图像,高光谱成像光谱仪用于获取植物生长期光谱参数和生长特征曲线;每组环境参数传感器至少包括光照传感器、温度传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤蒸渗传感器以及风向、风速传感器;服务器,其上构建有一数据库,所述数据库内预存有不同生长阶段的健康生长状态下的植物图像及植物高光谱生理参数;服务器与农业信息采集装置进行通信,用于接收环境参数传感器的当前环境参数、各摄像设备采集的当前植物图像和高光谱仪获取的植被生长参数;所述服务器调取所述数据库内的多个生长阶段的健康状态下的植物图像及健康植被不同发育阶段高光谱参数特征曲线,并将监控区域的当前植物图像、光谱特征曲线与多个生长阶段的健康状态下的植物图像比对,从而确定各监控区域当前生长阶段植被是否受到温度、水分、光照、病虫害这些环境因素的胁迫;如在监控区域内植物在当前生长阶段是不健康的,则所述服务器控制监控区域内的环境调节装置工作,以调节该监控区域的当前环境参数,直至该监控区域的当前环境参数满足要求;多个摄像设备实时跟踪当前监控区域内被监控的农作物的场景,并通过服务器传给具有增强现实提供系统的智能移动终端,智能移动终端的增强现实提供系统能计算出摄像设备相对于真实场景的位置和方向角,并结合上一步中摄影像设备的位置信息对真实场景进行分析,并生成相对应的图像虚拟信息;智能移动终端的增强现实提供系统还将真实信息与虚拟信息合并进行融合显示,最后将融合后的视频显示到智能移动终端的显示器上,进行农作物的增强现实展示;智能移动终端的显示器在对农作物进行增强现实展示的同时,还会根据服务器监测的植物的当前生长阶段以及在当前生长阶段的健康状态可实时以文字或语音的方式进行提示或播报,给出用户处理意见。本专利技术的有益效果是:本专利技术在智能终端基于增强现实技术进行农业展示和管控,实现了被监控区域内的农作物的实时跟踪,目标跟踪元素特征包括图像的形状、颜色、边缘和纹理等,从而将虚拟信息准确地融合到真实环境中,本专利技术能自动判断植物生长情况、自动调节生长环境,产能实现与终端用户的交互。本专利技术是一种智能农业综合管理系统,实现了更为精细化的农业管控。本专利技术在硬件架构上,采用了环境参数传感器,从多维度监管农作物各阶段的各项指标参数。本专利技术的系统还具有自学习的优点。附图说明图1是本专利技术的原理框图,图2是本专利技术的实现原理示意图。具体实施方式具体实施方式一:如图1和2所示,本实施方式所述的基于增强现实的农业管控系统应用在至少一个监控区域内,其包括具有增强现实提供系统的智能移动终端、服务器、农业信息采集装置、环境调节装置;具有增强现实提供系统的智能移动终端通过无线网络与服务器通信连接;农业信息采集装置包括多个摄像设备和高光谱成像光谱仪、以及多组环境参数监测传感器,多个摄像设备和高光谱成像设备可以是固定设置或移动设置;多个摄像设备和高光谱成像设备均布在所述监控区域内并覆盖整个监控区域,各摄像设备用于采集其监控区域内的当前植物生长图像,高光谱成像光谱仪用于获取植物生长期光谱参数和生长特征曲线;每组环境参数传感器至少包括光照传感器、温度传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤蒸渗传感器以及风向、风速传感器;服务器,其上构建有一数据库,所述数据库内预存有不同生长阶段的健康生长状态下的植物图像及植物高光谱生理参数;服务器与农业信息采集装置进行通信,用于接收环境参数传感器的当前环境参数、各摄像设备采集的当前植物图像和高光谱仪获取的植被生长参数;所述服务器调取所述数据库内的多个生长阶段的健康状态下的植物图像及健康植被不同发育阶段高光谱参数特征曲线,并将监控区域的当前植物图像、光谱特征曲线与多个生长阶段的健康状态下的植物图像比对,从而确定各监控区域当前生长阶段植被是否受到温度、水分、光照、病虫害这些环境因素的胁迫;如在监控区域内植物在当前生长阶段是不健康的,则所述服务器控制监控区域内的环境调节装置工作,以调节该监控区域的当前环境参数,直至该监控区域的当前环境参数满足要求;多个摄像设备实时跟踪当前监控区域内被监控的农作物的场景,并通过服务器传给具有增强现实提供系统的智能移动终端,智能移动终端的增强现实提供系统能计算出摄像设备相对于真实场景的位置和方向角,并结合上一步中摄影像设备的位置信息对真实场景进行分析,并生成相对应的图像虚拟信息;智能移动终端的增强现实提供系统还将真实信息与虚拟信息合并进行融合显示,最后将融合后的视频显示到智能移动终端的显示器上,进行农作物的增强现实展示;智能移动终端的显示器在对农作物进行增强现实展示的同时,还会根据服务器监测的植物的当前生长阶段以及在当前生长阶段的健康状态可实时以文字或语音的方式进行提示或播报,给出用户处理意见。所述的服务器,能调取所述数据库内的多个生长阶段的健康状态下的植物图像,并将各监控区域的当前植物图像与多个生长阶段的健康状态下的植物图像比对,从而确定各监控区域的植物的当前生长阶段以及在当前生长阶段是否健康,如一个监控区域的植物在当前生长阶段是健康的,则将该监控区域的当前环境参数存储至所述数据库内,并将该当前环境参数作为当前生长阶段的标准环境参数。农作物生长阶段包括顺序进行的普通生长阶段、开花阶段和结果阶段;所述数据库内还预存有每个生长阶段的健康状态下的植物图像的多项健康特征,普通生长阶段的健康状态下的植物图像的多项健康特征包括由健康状态下的植物图像提取的叶片的总面积、植株高度以及主要分支的个数,开花阶段的健康状态下的多项植物图像的健康特征包括由健康状态下的植物图像提取的花朵数、叶片的总面积、植株高度以及主要分支的个数,结果阶段的健康状态下的植物图像的多项健康特征包括由健康状态下的植物图像提取的果本文档来自技高网...
一种基于增强现实的农业管控系统

【技术保护点】
一种基于增强现实的农业管控系统,其特征在于:所述农业管控系统应用在至少一个监控区域内,其包括具有增强现实提供系统的智能移动终端、服务器、农业信息采集装置、环境调节装置;具有增强现实提供系统的智能移动终端通过无线网络与服务器通信连接;农业信息采集装置包括多个摄像设备和高光谱成像光谱仪、以及多组环境参数监测传感器,多个摄像设备和高光谱成像设备可以是固定设置或移动设置;多个摄像设备和高光谱成像设备均布在所述监控区域内并覆盖整个监控区域,各摄像设备用于采集其监控区域内的当前植物生长图像,高光谱成像光谱仪用于获取植物生长期光谱参数和生长特征曲线;每组环境参数传感器至少包括光照传感器、温度传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤蒸渗传感器以及风向、风速传感器;服务器,其上构建有一数据库,所述数据库内预存有不同生长阶段的健康生长状态下的植物图像及植物高光谱生理参数;服务器与农业信息采集装置进行通信,用于接收环境参数传感器的当前环境参数、各摄像设备采集的当前植物图像和高光谱仪获取的植被生长参数;所述服务器调取所述数据库内的多个生长阶段的健康状态下的植物图像及健康植被不同发育阶段高光谱参数特征曲线,并将监控区域的当前植物图像、光谱特征曲线与多个生长阶段的健康状态下的植物图像比对,从而确定各监控区域当前生长阶段植被是否受到温度、水分、光照、病虫害这些环境因素的胁迫;如在监控区域内植物在当前生长阶段是不健康的,则所述服务器控制监控区域内的环境调节装置工作,以调节该监控区域的当前环境参数,直至该监控区域的当前环境参数满足要求;多个摄像设备实时跟踪当前监控区域内被监控的农作物的场景,并通过服务器传给具有增强现实提供系统的智能移动终端,智能移动终端的增强现实提供系统能计算出摄像设备相对于真实场景的位置和方向角,并结合上一步中摄影像设备的位置信息对真实场景进行分析,并生成相对应的图像虚拟信息;智能移动终端的增强现实提供系统还将真实信息与虚拟信息合并进行融合显示,最后将融合后的视频显示到智能移动终端的显示器上,进行农作物的增强现实展示;智能移动终端的显示器在对农作物进行增强现实展示的同时,还会根据服务器监测的植物的当前生长阶段以及在当前生长阶段的健康状态可实时以文字或语音的方式进行提示或播报,给出用户处理意见。...

【技术特征摘要】
1.一种基于增强现实的农业管控系统,其特征在于:所述农业管控系统应用在至少一个监控区域内,其包括具有增强现实提供系统的智能移动终端、服务器、农业信息采集装置、环境调节装置;具有增强现实提供系统的智能移动终端通过无线网络与服务器通信连接;农业信息采集装置包括多个摄像设备和高光谱成像光谱仪、以及多组环境参数监测传感器,多个摄像设备和高光谱成像设备可以是固定设置或移动设置;多个摄像设备和高光谱成像设备均布在所述监控区域内并覆盖整个监控区域,各摄像设备用于采集其监控区域内的当前植物生长图像,高光谱成像光谱仪用于获取植物生长期光谱参数和生长特征曲线;每组环境参数传感器至少包括光照传感器、温度传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤蒸渗传感器以及风向、风速传感器;服务器,其上构建有一数据库,所述数据库内预存有不同生长阶段的健康生长状态下的植物图像及植物高光谱生理参数;服务器与农业信息采集装置进行通信,用于接收环境参数传感器的当前环境参数、各摄像设备采集的当前植物图像和高光谱仪获取的植被生长参数;所述服务器调取所述数据库内的多个生长阶段的健康状态下的植物图像及健康植被不同发育阶段高光谱参数特征曲线,并将监控区域的当前植物图像、光谱特征曲线与多个生长阶段的健康状态下的植物图像比对,从而确定各监控区域当前生长阶段植被是否受到温度、水分、光照、病虫害这些环境因素的胁迫;如在监控区域内植物在当前生长阶段是不健康的,则所述服务器控制监控区域内的环境调节装置工作,以调节该监控区域的当前环境参数,直至该监控区域的当前环境参数满足要求;多个摄像设备实时跟踪当前监控区域内被监控的农作物的场景,并通过服务器传给具有增强现实提供系统的智能移动终端,智能移动终端的增强现实提供系统能计算出摄像设备相对于真实场景的位置和方向角,并结合上一步中摄影像设备的位置信息对真实场景进行分析,并生成相对应的图像虚拟信息;智能移动终端的增强现实提供系统还将真实信息与虚拟信息合并进行融合显示,最后将融合后的视频显示到智能移动终端的显示器上,进行农作物的增强现实展示;智能移动终端的显示器在对农作物进行增强现实展示的同时,还会根据服务器监测的植物的当前生长阶段以及在当前生长阶段的健康状态可实时以文字或语音的方式进行提示或播报,给出用户处理意见。2.根据权利要求1所述的一种基于增强现实的农业管控系统,其特征在于:所述融合显示用于增强现实的农作物生长信息可视化,其具体过程为:步骤一:动态获取农作物的图像,及植物生长阶段的高光谱参数;步骤二:提取所述图像的边界线区域以及填充区域;步骤三:根据所述图像与高光谱影像通过模式匹配获取所述农作物的当前生长状态信息与预测生长状态信息;步骤四:根据所述当前生长状态信息将所述边界线区域使用第一颜色进行着色,并根据所述预测生长状态信息将所述填充区域使用第二颜色进行着色,得到着色后图像,所述着色后图像具有着色后边界区域以及着色后填充区域;步骤五:显示所述着色后图像,即显示所述农作物的图像。3.根据权利要求2所述的一种基于增强现实的农业管控系统,其特征在于,在步骤一中,使用卡尔曼滤波模型每隔预定的帧数获取所述农作物的图像;步骤四还包括:根据所述当前生长状态信息与所述填充区域的颜色将所述边界线区域使用第一颜色进行着色,并根据所述预测生长状态信息与所述填充区域的颜色将所述填充区域使用第二颜色进行着色。4.根据权利要求3所述的一种基于增强现实的农业管控系统,其特征在于,着色后边界线区域以及着色后填充区域为可交互区域,用于在接收到事件触发信号后发生触发事件。5.根据权利要求4所述的一种基于增强现实的农业管控系统,其特征在于,所述触发事件为显示能够表征农作物的当前生长状态和/或农作物的预测生长状态的文字和/或图像信息。6.根据权利要求5所述的一种基于增强现实的农业管控系统,其特征在于,所...

【专利技术属性】
技术研发人员:杜会石王泽岩陈智文
申请(专利权)人:吉林师范大学
类型:发明
国别省市:吉林;22

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