一种菌菇喷淋控制方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种菌菇喷淋控制方法、装置及系统，包括：根据可见光图像，确定各采集位置处的生长投影面积；结合热红外图像和生长投影面积，确定生长投影面积的表面平均温度；根据生长投影面积的表面平均温度和环境温度，确定采集位置处的蒸腾扩散系数；根据各采集位置处的蒸腾扩散系数，确定待作业菌室的平均蒸腾速度；根据平均蒸腾速度，制定对待作业菌室中所有菌菇的喷淋策略。本发明专利技术将生理响应纳入温室控制系统中，并充分考虑空间中菌菇的蒸腾速率存在空间分异性，全方位考虑室中各采集位置处的蒸腾速度，用所确定的平均蒸腾速度进行加湿调控，构建基于温室环境与菌菇生长发育规律相结合的加湿策略，为菌菇喷淋补水提供准确、有效地技术支持。效地技术支持。效地技术支持。

【技术实现步骤摘要】
一种菌菇喷淋控制方法、装置及系统


[0001]本专利技术涉及作物环境自动调控
，尤其涉及一种菌菇喷淋控制方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]可食用的菌菇实体具有组织脆嫩、含水量大等特征，因其表层并没有足够有效的防止水分散失的外部结构，会因蒸腾作用损失大量水分。
[0003]菌菇在出菇阶段需要耗费大量的水资源。菌菇出菇阶段特别是现蕾后，若此时空气湿度较低时，小菇会因菇体水分大量急剧蒸发而枯萎死亡；但当菌室过湿时，菇体蒸腾作用减弱，细胞原生质流动和营养物质运输受阻，会造成代谢失调、发育不良、菇体水肿变黄变溃烂。
[0004]现有的菌菇喷淋策略多是基于定时喷淋或设置传感器上下阈值等方法，此类方法较为粗放，未考虑菌菇自身需水情况，无法对喷淋进行精细调控。
[0005]另外，现有的根据作物蒸腾量进行灌溉的方法中，计算蔬菜、大田等农作物的蒸腾量有作物系数法，但作物系数的确定受作物生长状况和气象因素等影响，且需要多年的试验和验证，使得估算结果误差较大。加之，蔬菜上常用的光合系统测定仪法仅可直接测定光合类作物的蒸腾，但无法适用于菌菇。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种菌菇喷淋控制方法、装置及系统，用以解决现有技术中对于菌菇喷淋采用粗放式灌溉所存在的缺陷，实现精准、合理的喷淋，能一定程度上提高菌菇产量和品质。
[0007]第一方面，本专利技术提供一种菌菇喷淋控制方法，包括：
[0008]获取可见光图像和热红外图像，所述可见光图像和所述热红外图像均是以待作业菌室中各采集位置处的所有菌菇为目标拍摄的；
[0009]根据所述可见光图像，确定各采集位置处所有菌菇的生长投影面积；
[0010]结合所述热红外图像和所述生长投影面积，确定生长投影面积的表面平均温度；
[0011]根据所述生长投影面积的表面平均温度和所述各采集位置处的环境温度，确定所述采集位置处的蒸腾扩散系数；
[0012]根据所述各采集位置处的蒸腾扩散系数，确定所述待作业菌室的平均蒸腾速度；
[0013]根据所述平均蒸腾速度，制定对所述待作业菌室中所有菌菇的喷淋策略。
[0014]根据本专利技术提供的一种菌菇喷淋控制方法，所述根据所述各采集位置处的蒸腾扩散系数，确定所述待作业菌室的平均蒸腾速度，包括：
[0015]根据各采集位置处的所述蒸腾扩散系数和各采集位置处的菌菇净辐射值，确定所述各采集位置处的蒸腾速度；
[0016]综合所述各采集位置处的蒸腾速度，确定所述待作业菌室的平均蒸腾速度。
[0017]根据本专利技术提供的一种菌菇喷淋控制方法，所述根据所述可见光图像，确定各采集位置处所有菌菇的生长投影面积，包括：
[0018]将所述可见光图像转换为灰度图像；
[0019]对所述灰度图像二值化，并计算出所获取到的二值化图像中的阴影部分面积，作为所述生长投影面积；
[0020]所述阴影部分面积是以背景网格架的尺寸或菌棒的尺寸为配准计算到的。
[0021]根据本专利技术提供的一种菌菇喷淋控制方法，所述结合所述热红外图像和所述生长投影面积，确定生长投影面积的表面平均温度，包括：
[0022]读取温度传感器所采集的标准温度，所述标准温度是由所述温度传感器对所述热红外图像所对应的红外视觉范围进行检测获取的；
[0023]根据所述标准温度和所述任一目标点的灰度值，计算出单个灰度值所对应的单位温度；
[0024]利用所述单位温度对由所述热红外图像反演获取的温度分布图进行标定，以获取所述生长投影面积中每个像素的温度；
[0025]对所述生长投影面积中每个像素的温度进行累加，获取所述生长投影面积的表面温度；
[0026]根据所述生长投影面积的表面温度和所述生长投影面积的值，计算所述生长投影面积的表面平均温度。
[0027]根据本专利技术提供的一种菌菇喷淋控制方法，所述根据所述生长投影面积的表面平均温度和所述采集位置处的环境温度，确定各采集位置处的蒸腾扩散系数的计算公式为：
[0028][0029]其中，h
atj
为采集位置j处的蒸腾扩散系数；T
p
为未发生蒸腾的参考物的温度；T
sj
为采集位置j处的表面平均温度；T
aj
为采集位置j处的环境温度。
[0030]根据本专利技术提供的一种菌菇喷淋控制方法，所述根据各采集位置处的所述蒸腾扩散系数和各采集位置处的菌菇净辐射值，确定所述各采集位置处的蒸腾速度的计算公式为：
[0031]V
rj
＝R
nj
‑
R
np
h
atj
；
[0032]所述综合所述各采集位置处的蒸腾速度，确定所述待作业菌室的平均蒸腾速度的计算公式为：
[0033][0034]其中，V
rj
为采集位置j处的蒸腾速度；R
np
为未发生蒸腾的参考物的净辐射；R
nj
为采集位置j处的菌菇的净辐射；k为所述待作业菌室内的采集位置总数；V
r
为所述待作业菌室的平均蒸腾速度。
[0035]根据本专利技术提供的一种菌菇喷淋控制方法，所述根据所述平均蒸腾速度，制定对所述待作业菌室中所有菌菇的喷淋策略，包括：
[0036]在确保所述平均蒸腾速度处于预设的蒸腾速度最大阈值与蒸腾速度最小阈值之
间的约束下，制定所述喷淋策略。
[0037]第二方面，本专利技术还提供一种菌菇喷淋控制装置，包括：
[0038]图像接收单元，用于获取可见光图像和热红外图像，所述可见光图像和所述热红外图像均是以待作业菌室中各采集位置处的所有菌菇为目标拍摄的；
[0039]可见光图像处理单元，用于根据所述可见光图像，确定各采集位置处所有菌菇的生长投影面积；
[0040]热红外图像处理单元，用于结合所述热红外图像和所述生长投影面积，确定生长投影面积的表面平均温度；
[0041]第一运算单元，用于根据所述生长投影面积的表面平均温度和所述各采集位置处的环境温度，确定所述采集位置处的蒸腾扩散系数；
[0042]第二运算单元，用于根据所述各采集位置处的蒸腾扩散系数，确定所述待作业菌室的平均蒸腾速度；
[0043]喷淋调控单元，用于根据所述平均蒸腾速度，制定对所述待作业菌室中所有菌菇的喷淋策略。
[0044]第三方面，本专利技术提供一种菌菇喷淋控制系统，包括：巡检机器人，所述巡检机器人设置有主控器、摄像头、环境传感器、参考物；
[0045]所述参考物为填充了水与聚丙烯酰胺颗粒的中空多孔塑料球；所述摄像头，用于采集可见光图像和热红外图像；所述环境传感器，用于菌菇以及所述参考物的净辐射；
[0046]还包括存储器及存储在所述存储器上并可在所述主控器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述主控器执行时执行上述任一菌菇喷淋控制方法的步骤。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种菌菇喷淋控制方法，其特征在于，包括：获取可见光图像和热红外图像，所述可见光图像和所述热红外图像均是以待作业菌室中各采集位置处的所有菌菇为目标拍摄的；根据所述可见光图像，确定各采集位置处所有菌菇的生长投影面积；结合所述热红外图像和所述生长投影面积，确定生长投影面积的表面平均温度；根据所述生长投影面积的表面平均温度和所述各采集位置处的环境温度，确定所述采集位置处的蒸腾扩散系数；根据所述各采集位置处的蒸腾扩散系数，确定所述待作业菌室的平均蒸腾速度；根据所述平均蒸腾速度，制定对所述待作业菌室中所有菌菇的喷淋策略。2.根据权利要求1所述的菌菇喷淋控制方法，其特征在于，所述根据所述各采集位置处的蒸腾扩散系数，确定所述待作业菌室的平均蒸腾速度，包括：根据各采集位置处的所述蒸腾扩散系数和各采集位置处的菌菇净辐射值，确定所述各采集位置处的蒸腾速度；综合所述各采集位置处的蒸腾速度，确定所述待作业菌室的平均蒸腾速度。3.根据权利要求1所述的菌菇喷淋控制方法，其特征在于，所述根据所述可见光图像，确定各采集位置处所有菌菇的生长投影面积，包括：将所述可见光图像转换为灰度图像；对所述灰度图像二值化，并计算出所获取到的二值化图像中的阴影部分面积，作为所述生长投影面积；所述阴影部分面积是以背景网格架的尺寸或菌棒的尺寸为配准计算到的。4.根据权利要求1所述的菌菇喷淋控制方法，其特征在于，所述结合所述热红外图像和所述生长投影面积，确定生长投影面积的表面平均温度，包括：读取温度传感器所采集的标准温度，所述标准温度是由所述温度传感器对所述热红外图像所对应的红外视觉范围内任一目标点进行检测获取的；根据所述标准温度和所述任一目标点的灰度值，计算出单个灰度值所对应的单位温度；利用所述单位温度对由所述热红外图像反演获取的温度分布图进行标定，以获取所述生长投影面积中每个像素的温度；对所述生长投影面积中每个像素的温度进行累加，获取所述生长投影面积的表面温度；根据所述生长投影面积的表面温度和所述生长投影面积的值，计算所述生长投影面积的表面平均温度。5.根据权利要求2所述的菌菇喷淋控制方法，其特征在于，所述根据所述生长投影面积的表面平均温度和所述采集位置处的环境温度，确定各采集位置处的蒸腾扩散系数的计算公式为：其中，h
atj
为采集位置j处的蒸腾扩散系数；T
p
为未发生蒸腾的参考物的温度；T
sj
为采集
位置j处的表面平均温度；T
aj
为采集位置j处的环境温度。6.根据权利要求5所述的菌菇喷淋控制方法，其特征在于，所述根据各采集位置处...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑文刚，王明飞，芦天罡，王德群，张馨，付成高，
申请(专利权)人：北京市农林科学院信息技术研究中心，
类型：发明
国别省市：