用于控制作物的生长环境的系统和方法技术方案

用于控制作物的生长环境的方法和系统。该方法包括：访问对作物的动态生长协议进行建模的一组控制数据；命令控制装置实现控制值；从位于生长环境内的多个监测装置接收与生长环境有关的监测数据。该方法还包括：计算生长指数；基于预测模型来生成针对作物的产量预测；至少基于监测数据、生长指数和产量预测来生成预测推荐；修改动态生长协议；以及命令控制装置实现经更新的控制值。可以从多个生长环境简档选择针对作物的生长环境的简档并且可以基于后期生长指数来更新所选择的简档，所述多个生长环境简档从各种源获得。

Systems and methods for controlling the growing environment of crops

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制作物的生长环境的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年9月8日提交的美国临时专利申请第62/555,910号以及于2018年4月5日提交的美国临时专利申请第62/653,480号的优先权，所述两个美国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文中。
本技术涉及控制作物的生长环境的系统和方法。具体地，所述系统和方法使得能够影响在生长环境例如但不限于温室内的作物的生长。
技术介绍
受控生长环境例如温室通常配备有控制装置和/或监测装置(例如，传感器)。控制装置使得能够控制影响生长环境内的作物的生长的环境因素(同样地称为环境条件或生长条件)。根据已知方法，环境因素可以根据由主要种植者和/或农艺师制定的生长配方来手动地改变。最近的发展使得基于由监测装置收集的数据使控制装置的控制的某些方面自动化成为可能。这样的最近的发展可以在美国专利公开2016/0033943中找到，该专利教导了在控制装置调节条件的同时提供环境条件和植物生长信息的传感器。可以生成计算出的用于植物的生长的数据点，并且可以获得用于生长的最佳输入变量值。可以基于用于实现目标值的目标路径来确定控制装置设置值。其他最近的发展包括在美国专利公开2017/0161560中描述的技术，该技术涉及用于预测收获产量的系统和方法。该方法包括：接收与作物有关的监测数据；经由机器视觉对多媒体内容元素进行分析；基于该分析来提取与作物的发育有关的特征；以及基于特征和预测模型来生成收获产量预测，该预测模型基于训练输入和对应的训练输出。即使以上确定的最近的发展可以提供益处，但是仍期望改进。在
技术介绍
部分中讨论的主题不应当仅仅由于其在
技术介绍
部分中提及而被假设为是现有技术。类似地，在
技术介绍
部分中提及的或与
技术介绍
部分的主题相关联的问题不应当被假设为是在现有技术中先前已经认识到的。
技术介绍
部分中的主题仅仅表示不同的方法。
技术实现思路
基于开发人员对与现有技术相关联的缺点的理解，已经开发了本技术的实施方式。具体地，此类缺点可以包括(1)准确地量化作物的生理特征的发育的有限能力；(2)用于生成预测推荐的有限能力；以及/或者(3)用于改善控制装置的控制的自动化和/或用于修改动态生长协议的预测推荐的有限准确性。在一个方面，本技术的各种实现方式提供了一种用于控制作物的生长环境的方法，该方法包括：访问对作物的动态生长协议进行建模的一组控制数据；命令控制装置实现控制值，所述控制值已经基于一组控制数据确定，控制装置位于生长环境内，控制装置至少部分地控制生长环境的环境因素；从位于生长环境内的多个监测装置接收与生长环境有关的监测数据；计算生长指数，该生长指数量化了作物的生理特征；基于预测模型来生成针对作物的产量预测，预测模型包括与生长环境相关联的训练数据；至少基于监测数据、生长指数和产量预测来生成预测推荐；通过基于预测推荐更新所述一组控制数据来修改动态生长协议；以及命令控制装置实现经更新的控制值，经更新的控制值已经基于经更新的一组控制数据而确定。在其他方面，本技术的各种实现方式提供了一种非暂态计算机可读介质，其存储有用于执行控制作物的生长环境的程序指令，所述程序指令可由基于计算机的系统的处理器执行以执行上述方法中的一个或更多个。在其他方面，本技术的各种实现方式提供了一种基于计算机的系统，诸如例如但不限于电子装置，该电子装置包括至少一个处理器和存储有用于执行控制作物的生长环境的程序指令的存储器，所述程序指令可由电子装置的至少一个处理器执行以执行上述方法中的一个或更多个。在另一方面，本技术的各种实现方式提供了一种用于针对作物的生长环境选择简档的方法，该方法包括：计算针对作物的生长指数，该生长指数量化了作物的生理特征；获取多个生长环境简档，多个生长环境简档中的每个给定的生长环境简档包括：针对作物的植物表型；以及包括与给定的生长环境简档相关联的训练数据的预测模型；针对每个给定的生长环境简档：基于包括在给定的生长环境简档中的预测模型来生成针对作物的产量预测；将针对作物的产量预测与针对作物的生长指数进行比较；以及选择与提供生长指数的最佳匹配的产量预测相关联的生长环境简档。在其他方面，本技术的各种实现方式提供了一种非暂态计算机可读介质，其存储有用于执行针对作物的生长环境选择简档的程序指令，所述程序指令可由基于计算机的系统的处理器执行以执行上述方法中的一个或更多个。在其他方面，本技术的各种实现方式提供了一种基于计算机的系统，诸如例如但不限于电子装置，该电子装置包括至少一个处理器和存储有用于针对作物的生长环境执行选择简档的程序指令的存储器，所述程序指令可由电子装置的至少一个处理器执行以执行上述方法中的一个或更多个。在本说明书的上下文中，除非另有明确地说明，否则计算机系统可以指但不限于“电子装置”、“操作系统”、“系统”、“基于计算机的系统”、“控制器单元”、“监测装置”、“控制装置”和/或其适合于当前相关任务的任何组合。在本说明书的上下文中，除非另有明确地说明，否则表述“计算机可读介质”和“存储器”旨在包括任何性质和种类的介质，介质的非限制性示例包括RAM、ROM、磁盘(CD-ROM、DVD、软盘、硬盘驱动器等)、USB密钥、闪存卡、固态驱动器和磁带驱动器。仍然在本说明书的上下文中，“一种(a)”计算机可读介质和“该(the)”计算机可读介质不应当被解释为是相同的计算机可读介质。相比之下，并且在适当的时候，“一种”计算机可读介质和“该”计算机可读介质也可以被解释为第一计算机可读介质和第二计算机可读介质。在本说明书的上下文中，除非另有明确地说明，否则词语“第一”、“第二”、“第三”等仅用作形容词出于允许区分它们彼此修饰的名词的目的，而不是出于描述那些名词之间的任何特定关系的目的。本技术的实现方式均具有上面提及的目的和/或方面中的至少之一，但不一定具有上面提及的目的和/或方面的全部。应当理解，本技术的由于试图实现上面提及的目的而得到的某些方面可能不满足该目的和/或可能满足本文中未具体叙述的其他目的。根据以下描述、附图和所附权利要求书，本技术的实现方式的附加和/或替选的特征、方面和优点将变得明显。附图说明为了更好地理解本技术以及本技术的其他方面和其他特征，参照以下结合附图使用的描述，在附图中：图1是根据本技术的实施方式的计算环境的图；图2是根据本技术的实施方式的生长环境的图；图3是根据本技术的实施方式的实现用于监测和控制生长环境的预测模型的系统；图4至图11是根据本技术的实施方式的由系统执行的用于监测和控制生长环境的各种模块的图；图12至图17是根据本技术的实施方式的可以如何计算生长指数的示例性实施方式；图18示出了根据本技术的实施方式的生成的产量预测的示例；图19至图21是根据本技术的实施方式的生长日志本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制作物的生长环境的计算机实现的方法，所述方法包括：/n访问对所述作物的动态生长协议进行建模的一组控制数据；/n命令控制装置实现控制值，所述控制值已经基于所述一组控制数据确定，所述控制装置位于所述生长环境内，所述控制装置至少部分地控制所述生长环境的环境因素；/n从位于所述生长环境内的多个监测装置接收与所述生长环境有关的监测数据；/n计算生长指数，所述生长指数量化了所述作物的生理特征；/n基于预测模型来生成针对所述作物的产量预测，所述预测模型包括与所述生长环境相关联的训练数据；/n至少基于所述监测数据、所述生长指数和所述产量预测来生成预测推荐；/n通过基于所述预测推荐更新所述一组控制数据来修改所述动态生长协议；以及/n命令所述控制装置实现经更新的控制值，所述经更新的控制值已经基于经更新的一组控制数据而确定。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170908 US 62/555,910;20180405 US 62/653,4801.一种用于控制作物的生长环境的计算机实现的方法，所述方法包括：
访问对所述作物的动态生长协议进行建模的一组控制数据；
命令控制装置实现控制值，所述控制值已经基于所述一组控制数据确定，所述控制装置位于所述生长环境内，所述控制装置至少部分地控制所述生长环境的环境因素；
从位于所述生长环境内的多个监测装置接收与所述生长环境有关的监测数据；
计算生长指数，所述生长指数量化了所述作物的生理特征；
基于预测模型来生成针对所述作物的产量预测，所述预测模型包括与所述生长环境相关联的训练数据；
至少基于所述监测数据、所述生长指数和所述产量预测来生成预测推荐；
通过基于所述预测推荐更新所述一组控制数据来修改所述动态生长协议；以及
命令所述控制装置实现经更新的控制值，所述经更新的控制值已经基于经更新的一组控制数据而确定。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述产量预测包括执行循环管线处理，所述循环管线处理迭代直至识别出满足度量的一组特征和算法组合。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述预测推荐包括将所述生长指数与所述监测数据相关。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述预测推荐包括基于与动态生长表型相关联的部分数据在不同的生长场景上运行模拟。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述模拟使得能够识别与增加的产量、减少的电力消耗和减少的人为干预量之一相关联的场景。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，还基于所述监测数据和与所述生长环境无关的外部数据中的至少之一来生成所述预测推荐。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述生长指数包括所述作物的大小指数和所述作物的颜色指数。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，基于由可见光谱的植物颜色区域限定的预定义数目的颜色平面来生成所述大小指数。


9.根据权利要求7所述的方法，其中，基于一段时间内作为绿色空间的一部分的像素的变化来生成所述大小指数。


10.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述作物的所述动态生长协议进行建模的所述一组控制数据是从选自以下的数据库访问的：动态生长协议数据库、训练模型数据库、植物表型数据库、以及它们的组合。


11.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述生长环境相关联的训练数据是从选自以下的源获得的：植物表型数据库、远程源、以及它们的组合，所述方法还包括对所述训练数据执行算法训练实例以更新训练模型数据库。


12.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述作物的一种或更多种特征存储在植物表型数据库中。


13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述作物的一种或更多种特征选自风味、香味、甜味、柔软度、颜色、硬度、以及它们的组合。


14.根据权利要求1所述的方法，其中，基于包括所述作物的至少一个视觉表示的多媒体文件来计算针对所述作物的生长指数。


15.根据权利要求1所述的方法，其中，基于对所述作物的生理特征的手动测量来计算针对所述作物的所述生长指数。


16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述作物的生理特征选自：果实重量、叶大小、茎直径、花簇的数目、簇中的花的数目、以及它们的组合。


17.一种用于控制作物的生长环境的系统，所述系统包括：
处理器；
非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读介质包括控制逻辑，所述控制逻辑在由所述处理器执行时使得：
访问对所述作物的动态生长协议进行建模的一组控制数据；
命令控制装置实现控制值，所述控制值已经基于所述一组控制数据确定，所述控制装置位于所述生长环境内，所述控制装置至少部分地控制所述生长环境的环境因素；
从位于所述生长环境内的多个监测装置接收与所述生长环境有关的监测数据；
计算生长指数，所述生长指数量化了所述作物的生理特征；
基于预测模型来生成针对所述作物的产量预测，所述预测模型包括与所述生长环境相关联的训练数据；
至少基于所述监测数据、所述生长指数和所述产量预测来生成预测推荐；
通过基于所述预测推荐更新所述一组控制数据来修改所述动态生长协议；以及
命令所述控制装置实现经更新的控制值，所述经更新的控制值已经基于经更新的一组控制数据而确定。


18.根据权利要求17所述的系统，其中，生成所述产量预测包括执行循环管线处理，所述循环管线处理迭代直至识别出满足度量的一组特征和算法组合。


19.根据权利要求17所述的系统，其中，生成所述预测推荐包括将所述生长指数与所述监测数据相关。


20.根据权利要求17所述的系统，其中，生成所述预测推荐包括基于与动态生长表型相关联的部分数据在不同的生长场景上运行模拟。


21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述模拟使得能够识别与增加的产量、减少的电力消耗和减少的人为干预量之一相关联的场景。


22.根据权利要求17所述的系统，其中，还基于所述监测数据和与所述生长环境无关的外部数据中的至少之一来生成所述预测推荐。


23.根据权利要求17所述的系统，其中，所述生长指数包括所述作物的大小指数和所述作物的颜色指数。


24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述大小指数基于由可见光谱的植物颜色区域限定的预定义数目的颜色平面来生成。


25.根据权利要求23...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯克特·迪克森·达贡东，拉梅恩·索米特·杜塔，阿拉斯泰尔·蒙克，
申请(专利权)人：九三三七四七九一魁北克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA