基于色度互补的植物照射装置、方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于色度互补的植物照射装置、方法及系统。该装置包括至少一个视频摄像头、至少一个投影单元和补色处理单元；视频摄像头对植物的一部分，整株植物或多株植物进行拍摄并输出原始彩色图像；补色处理单元获取原始彩色图像，基于色度补色原理求取原始彩色图像的补色图像；投影单元获取补色图像并将补色图像投影在植物上，投影单元的投影区域图像与视频摄像头的拍摄区域图像重叠。通过投影单元将该补色图像投影在与视频摄像头的拍摄区域图像重叠的区域，实现对不同植物以及植物不同部分按对应的吸收光谱补光照射，有利于增强有机物的合成，促进植物生长；能够同时对不同颜色植物以及植物中不同颜色部位按其吸收光谱进行补光照射。

Plant irradiation devices, methods and systems based on complementary chromaticity

【技术实现步骤摘要】
基于色度互补的植物照射装置、方法及系统
本专利技术涉及植物照明领域，特别是涉及一种基于色度互补的植物照射装置、方法及系统。
技术介绍
光照是植物生长的必要条件，利用光照的光合作用是植物生长、合成有机物的关键环节，如果能有效提高植物对光的利用率，从而增强有机物的合成，则会对农业发展大有助益。植物补光灯是依照植物生长的自然规律，根据植物利用太阳光进行光合作用的原理，使用灯光代替太阳光来提供植物生长发育所需光源的一种灯具。植物补光可以采用有特定光谱能量分布的专用白炽灯和荧光灯，以及近年逐渐成为主流照明工具的LED灯。以一定的红蓝光配比组成的LED光源照射植物，能够提高植物的产量和质量，但是，由于植物的多样性和植物生长阶段的不同，植物所需要的最佳光配方有所不同。现有技术中公开号为CN107690211A的中国专利披露了一种植物生长灯配色方法及系统，该方法通过预设的调光信号提供植物生长灯驱动信号，使植物生长灯按照不同的红蓝光谱强度比例发出光源，采集对应于不同植物生长灯的植物的生长状态数据，并将数据与植物生长灯编号发送至智能终端，智能终端收集到数据和编号后进行计算，得到最佳生长状态下植物生长灯的红蓝光谱强度比例，最后统一将植物生长灯的红蓝光谱强度比例设定为最佳值。该方法计算过程复杂，且只调节植物生长灯的红蓝光谱强度比例，可能对于绿色植物补光作用比较明显，而对于非绿色植物或多色植物的生长作用不大。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于色度互补的植物照射装置、方法及系统。为了实现本专利技术的上述目的，根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提供了一种基于色度互补的植物照射装置，它包括至少一个视频摄像头、至少一个投影单元和补色处理单元；所述视频摄像头对植物的一部分，整株植物或多株植物进行周期性的或实时的拍摄并输出原始彩色图像；所述补色处理单元获取原始彩色图像，基于色度补色原理求取原始彩色图像的补色图像；所述投影单元获取补色图像并将补色图像投影在植物上，所述投影单元的投影区域图像与视频摄像头的拍摄区域图像重叠。上述技术方案的有益效果为：不同植物、植物不同的部分具有不同的颜色，其吸收的光谱和反射的光谱并不相同，表现在吸收不同颜色的光，反射不同颜色的光，视频摄像头接收植物反射的光线并形成图像，通过色度互补原理可以求取到与该图像的补色图像，补色图像反映了不同植物以及植物的不同部分吸收的光谱，通过投影单元将该补色图像投影在与视频摄像头的拍摄图像区域重叠的区域，实现对不同植物以及植物不同部分按对应的吸收光谱补光照射，有利于增强有机物的合成，促进植物生长。该装置能够同时对不同颜色植物、不同种类植物以及植物中不同颜色部位按其吸收光谱进行补光照射，结构简单。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述视频摄像头的入射光轴与投影单元的出射光轴平行或相交，相交的夹角小于θ°，所述0＜θ＜180。上述技术方案的有益效果为：视频摄像头的入射光轴与投影单元的出射光轴平行有利于实现投影单元的投影区域图像与视频摄像头的拍摄区域图像完全重叠。视频摄像头的入射光轴与投影单元的出射光轴相交有利于安装实施。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述视频摄像头和投影单元位于植物的上方，视频摄像头垂直向下拍摄植物，投影单元垂直向下向植物投影。上述技术方案的有益效果为：垂直向下照射能够照射到尽可能多的植物叶面、花朵和果实，提高促进植物生长的效率。在本专利技术的一种优选实施方式中，还包括位于植物上方的补光灯。上述技术方案的有益效果为：在光线不足或黑夜时对图形传感器的拍摄补光。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述视频摄像头为两个或两个以上，所述补色处理单元获取两个或两个以上原始图像并拼接获得拼接图像，基于色度互补原理求取拼接图像的补色图像。上述技术方案的有益效果为：提供了一种视频摄像头的拍摄范围较小、或者视频摄像头的图片聚焦范围较小、或者投影仪的图像投影范围大于视频摄像头的拍摄图像范围时的解决方案。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述投影单元为两个或两个以上，两个或两个以上投影单元的投影区域互补为视频摄像头的拍摄区域，所述补色处理单元按照投影区域互补方式将补色图像分割为两个或两个以上补色子图像，每个投影单元获取一个补色子图像并投影在植物上。上述技术方案的有益效果为：提供了一种视频摄像头的图像拍摄范围大于投影仪的图像投影范围时的解决方案。在本专利技术的一种优选实施方式中，还包括至少一个红外灯和/或至少一个紫外灯。上述技术方案的有益效果为：红外灯可以作为植物生长信号灯，调节植物避荫、开花等生理活动。紫外光可促进植物形成色素，影响植物对磷和铝等元素的吸收和维生素D的形成，干物质的积累以及角质层的形成。为了实现本专利技术的上述目的，根据本专利技术的第二个方面，本专利技术提供了一种基于本专利技术所述的植物照射装置进行植物照射的方法，包括：步骤S1，对植物的一部分，整株植物或多株植物进行拍摄并输出获得原始彩色图像；步骤S2，基于色度互补原理获得原始彩色图像的补色图像；步骤S3，将补色图像投影在植物上，补色图像的投影区域图像与视频摄像头的拍摄区域图像重叠。上述技术方案的有益效果为：具有本专利技术所述的植物照射装置的有益效果。为了实现本专利技术的上述目的，根据本专利技术的第三个方面，本专利技术提供了一种植物种植系统，包括植物种植区域以及在所述植物种植区域内设置有至少一个本专利技术所述的植物照射装置。上述技术方案的有益效果为：在植物种植区域内设置本专利技术所述的植物照射装置，除具有本专利技术所述的植物照射装置的有益效果之外，还具有能促进植物生长、提高种植效率的有益效果。在本专利技术的一种优选实施方式中，将植物种植区域划分为多个子区域；一个子区域内设置有一个本专利技术所述的植物照射装置，植物照射装置中视频摄像头的拍摄区域和/或投影单元的投影区域至少覆盖所述子区域。上述技术方案的有益效果为：对种植区域优化布置植物照射装置，在满足植物种植区域内植物照射的要求外，对成本进行了有效控制。附图说明图1是本专利技术一具体实施方式中植物照射装置的第一种布局示意图；图2是本专利技术一具体实施方式中植物照射装置的第二种布局示意图；图3是本专利技术一具体实施方式中植物照射装置的硬件框图；图4是本专利技术一具体实施方式中植物种植系统中植物种植区域划分示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于色度互补的植物照射装置，其特征在于，包括至少一个视频摄像头、至少一个投影单元和补色处理单元；所述视频摄像头对植物的一部分，整株植物或多株植物进行周期性的或实时的拍摄并输出原始彩色图像；所述补色处理单元获取原始彩色图像，基于色度补色原理求取原始彩色图像的补色图像；所述投影单元获取补色图像并将补色图像投影在植物上，所述投影单元的投影区域图像与视频摄像头的拍摄区域图像重叠。

【技术特征摘要】
1.一种基于色度互补的植物照射装置，其特征在于，包括至少一个视频摄像头、至少一个投影单元和补色处理单元；所述视频摄像头对植物的一部分，整株植物或多株植物进行周期性的或实时的拍摄并输出原始彩色图像；所述补色处理单元获取原始彩色图像，基于色度补色原理求取原始彩色图像的补色图像；所述投影单元获取补色图像并将补色图像投影在植物上，所述投影单元的投影区域图像与视频摄像头的拍摄区域图像重叠。2.如权利要求1所述的基于色度互补的植物照射装置，其特征在于，所述视频摄像头的入射光轴与投影单元的出射光轴平行或相交，相交的夹角小于θ°，所述0＜θ＜180。3.如权利要求2所述的基于色度互补的植物照射装置，其特征在于，所述视频摄像头和投影单元位于植物的上方，视频摄像头垂直向下拍摄植物，投影单元垂直向下向植物投影。4.如权利要求1所述的基于色度互补的植物照射装置，其特征在于，还包括位于植物上方的补光灯。5.如权利要求1所述的基于色度互补的植物照射装置，其特征在于，所述视频摄像头为两个或两个以上，所述补色处理单元获取两个或两个以上原始图像并拼接获得拼接图像，基于色度互补原理求取拼接图像的补色图像。6.如权利要求1所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢涛，黄朝一，
申请(专利权)人：黄朝一，重庆黑熊科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50