本发明专利技术涉及一种远程操控的植物照护装置及方法，至少包括能够在控制单元(2)的控制下在植物工厂内完成巡检工作的巡检护理模块(1)，所述巡检护理模块(1)上至少安装有图像采集单元(2)、环境检测单元(6)以及调节组件(8)，其中，所述调节组件(8)按照能够驱动所述图像采集单元(2)绕栽培架(3)上的特定植株进行多个工作位置变换的方式完成多角度植株图像的采集；所述调节组件(8)还能够以模拟叶柄对叶片进行支撑的方式将所述环境检测单元(6)置于特定植株的叶片区域，所述环境检测单元(6)是按照能够模拟叶片结构和形状的方式进行构建的，使其能够获取到与叶片所处的环境相同的微环境参数。环境参数。环境参数。
【技术实现步骤摘要】
一种远程操控的植物照护装置及方法
[0001]本专利技术涉及植物照护装置
，尤其涉及一种远程操控的植物照护装置及方法。
技术介绍
[0002]育苗技术的效果与成活率基本上受限于环境条件创造与气候因子，说明不管哪种育苗技术，环境是实现基因表达的关键，农业生产作为人工参与的一种技术性工作，完全可以发挥人工创造环境的能力来解决这些气候或环境的不利因素，使育苗效果得以改善。更重要的是，环境能使植物在常规下不能表达的基因或潜能，在人工创造的环境下得以表达与体现。
[0003]近年来，我国工厂化农业领域如温室设施类型、栽培模式、农产品品质等方面取得了长足进步，但在环境控制技术和智能化生产管理等方面基本没有突破我国粗放式和经验式技术水准，离发达国家如日本、美国、以色列和荷兰的生产水平还有很大差距。由于农业生产的不确定性、复杂性以及对低成本的需求，微电子技术在农业领域的应用普及推广远远落后于工业、军事等其他领域，很多从国外引进的高成本、高能耗的环境控制技术也未能在中国得到实际应用。因此，我国需要尽快开发具有自主知识产权的适合我国国情的低成本、低能耗的工厂化生产的环境控制与智能化生产管理技术。利用合理的环境调控技术不仅能提高农产品的产量与品质，还能调节商品上市时间，实现规范化、标准化、精细化生产，彻底把传统的粗放式、经验式的农业生产改造成精细式、智能式的工厂化生产，大幅度提高农业生产的经济效益、社会效益和生态效益。
[0004]当前世界上植物工厂化生产系统根据光照来源的不同分为自然光利用型和人工光与自然光并用型的两大类。自然光利用型植物工厂利用自然光，厂房为大型玻璃温室或连栋塑料温室，室内设置各种环境因子的监测和调控设备。这类植物工厂多少受到自然条件的影响，种植植物种类也有一定程度限制，其最大难题是如何实现夏季降温与冬季加温的低成本和低能耗。此外，现有的生产系统不存在能够进行植株生长过程中的自动巡检和异常生长植株的识别功能，无法在没有工作人员人为操作的情况下，对常见的植株生长异常症状进行识别和分析。无法辅助工作人员在出现异常的初期即完成对应植株的处理和维护。
[0005]中国专利CN109656284A公开了一种基于物联网植物工厂监控系统，利用现代物联网技术，设计基于物联网植物工厂监管系统，包含农产品生长环境监控系统和农产品追溯系统两部分。下位机通过在温室大棚内布设ZigBee无线传感网络，精确感知温室大棚内的环境因子，并通过ZigBee－Wifi网关将采集的数据通过分布式中间件利用Web service技术传送到上位机网站；通过电脑登陆农产品生长环境监控系统查看实时环境信息，远程操作大棚内的滴灌、温控和补光等设施；还可以在大棚内种植农产品过程中使用电脑登录农产品追溯系统，按追溯编号录入农产品的种植日期、名称、采摘时间、物流信息、销售路径等信息。将载有农产品信息的二维码贴在包装盒上，消费者通过手机扫二维码标签查询详细
信息。该专利不存在对特定植株的具体照护，无法自动完成植株是否存在生长异常的观测。该专利仅能够进行整个植物工厂种植空间大范围的生长环境调节，无法针对个别生产异常的植株进行准确识别和病症原由的简单分析。
[0006]因此，需要一种能够通过远程控制手段完成种植空间内植株生长是否符合需求、是否出现生长异常情况的植株检测和护理装置。
[0007]此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于专利技术人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。
技术实现思路
[0008]在实际环境条件下，通过相应设备获取植株生理状况信息，按照营养控制模型和植株的需求，向植株提供营养，从而使植株达到最佳生长状态。为了能够帮助工厂化农业种植的植株进行高质量的培育，植物工厂通常是需要依据能够对种植培育空间的温度、湿度、光照、CO2浓度等因素进行监控与调节的环境监测控制技术为植株创造适宜的生长发育条件。数据采集是整个监测控制过程的重要环节，要对环境条件进行监测和调节，首先必须要获取诸多环境因素的数据信息，这个采集数据的任务就由数据采集系统来完成，传感器是数据采集系统的重要组成部分。由于各种环境因素类型和性质均不同，数据采集系统就需要采用温度传感器、湿度传感器、光照传感器、生物传感器等不同功能的传感器。数据采集系统采集的数据经计算机统计分析和智能化处理后显示出来，计算机智能系统根据显示的数据和植株生长所需的最佳条件发出指令，控制相关系统和设备运作，调整各环境因素至最佳状态，确保植株生产科学、有序、规范地进行。
[0009]目前，工厂化农业采用的环境控制方法通常假定设施环境内空气温度、湿度等大气因素的状况在环境空间内具有一致性，事实上这些因素的状况在空间内并不一致，而是呈现出一种空间分布状态，因此要更加精确地为植株创造最佳生长条件，就需要控制此因素在设施环境空间内的分布状态。实际监测过程中发现，工厂化种植区域环境中的空气湿度分布与该室内环境的空气流温度、速度、方向以及植物与进风口之间相对位置等存在关联。在实际植物工厂的种植空间中，植株所处的位置的空气温湿度环境的分布情况主要是取决于该种植空间中的空气流温度、速度和方向。优选地，通过利用神经网络模型对温湿度分布与该区域气流特性之间的关系进行模拟和验证，从而获取方便对种植空间内植株生长环境进行可控调节的温湿度分布与气流特性之间的关联关系，通过改变设施环境内空气流温度、速度和方向，就可控制空间内温度分布，从而获得适合植株生长的最佳空气、温度等环境因子的分布。
[0010]针对现有技术之不足，本专利技术的技术方案提供的是一种远程操控的植物照护装置，至少包括能够在控制单元的控制下在植物工厂内完成巡检工作的巡检护理模块，所述巡检护理模块上至少安装有图像采集单元、环境检测单元以及调节组件，其中，所述调节组件按照能够驱动所述图像采集单元绕栽培架上的特定植株进行多个工作位置变换的方式完成多角度植株图像的采集；所述调节组件还能够以模拟叶柄对叶片进行支撑的方式将所述环境检测单元置于特定植株的叶片区域，所述环境检测单元是按照能够模拟叶片结构和
形状的方式进行构建的，使其能够获取到与叶片所处的环境相同的微环境参数。其优势在于，能够在巡检过程中采集植株图像，并通过图像对比的方式完成图像中生长疑似异常植株的筛选，并能够在进一步的二次巡检过程中获取标记的可疑植株的多拍摄角度的植株图像和该植株叶片的微环境参数进行分析和进一步对比，从而验证疑似生长异常植株是否确实为不良植株，并能够利用植株图像和微环境参数与预先存储的对应于植株该生长阶段的微环境标准数据样本库和病症样本数据库中的数据进行对比的方式分析植株表征异常的原由。
[0011]根据一种优选的实施方式，在所述控制单元获取到远程操控指令后，其能够控制巡检护理模块沿设定的巡检路径对所述栽培架上的植株进行第一次巡检操作，所述第一次巡检操作是指所述控制单元控制所述巡检护理本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种远程操控的植物照护装置，至少包括能够在控制单元(2)的控制下在植物工厂内完成巡检工作的巡检护理模块(1)，其特征在于，所述巡检护理模块(1)上至少安装有图像采集单元(4)、环境检测单元(6)以及调节组件(8)，其中，所述调节组件(8)按照能够驱动所述图像采集单元(4)绕栽培架(3)上的特定植株进行多个工作位置变换的方式完成多角度植株图像的采集；所述调节组件(8)还能够以模拟叶柄对叶片进行支撑的方式将所述环境检测单元(6)置于特定植株的叶片区域，所述环境检测单元(6)是按照能够模拟叶片结构和形状的方式进行构建的，使其能够获取到与叶片所处的环境相同的微环境参数。2.如权利要求1所述的远程操控的植物照护装置，其特征在于，在所述控制单元(2)获取到远程操控指令后，其能够控制巡检护理模块(1)沿设定的巡检路径对所述栽培架(3)上的植株进行第一次巡检操作，所述第一次巡检操作是指所述控制单元(2)控制所述巡检护理模块(1)进行变速移动过程中通过所述图像采集单元(4)获取若干植株在同一拍摄角度的图像。3.如权利要求2所述的远程操控的植物照护装置，其特征在于，所述图像采集单元(4)利用处理模块(5)对第一次巡检过程中采集的植株图像进行对比处理；所述处理模块(5)能够对若干植株图像中植株生长状况异常的进行标记，并依据图像获取顺序和巡检路径计算疑似生长异常植株在所述栽培架(3)上的坐标。4.如权利要求3所述的远程操控的植物照护装置，其特征在于，所述处理模块(5)进行图像对比处理后输出的图像结果中的疑似生长异常植株即是所述特定植株；所述图像采集单元(4)进行多角度植株图像的采集和所述环境检测单元(6)进行叶片微环境参数的获取均是在所述处理模块(5)输出疑似生长异常植株图像信息后受所述控制单元(2)的控制而完成的。5.如权利要求4所述的远程操控的植物照护装置，其特征在于，在所述处理模块(5)输出对比结果的情况下，所述控制单元(2)驱动巡检护理模块(1)沿相同的巡检路径进行变速运动，使得其能够控制所述巡检护理模块(1)停止于设定坐标位置处，从而利用所...
【专利技术属性】
技术研发人员：许亚良，杨其长，李清明，郑胤建，郑毅，车元朋，
申请(专利权)人：沈阳新松机器人自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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