一种植物工厂作物长势监测平台及方法技术

本发明专利技术公开了一种植物工厂作物长势监测平台及方法，其中，所述植物工厂作物长势监测平台包括机箱、设置在机箱内的图像采集装置、显示装置以及控制装置；所述图像采集装置用于采集植物工厂内的作物图像信息，该图像采集装置包括图像采集模块以及用于调整图像采集模块的采集角度的角度调节模块；所述控制模块用于对采集到的作物图像信息进行处理，并将结果显示在显示装置中。本发明专利技术的植物工厂作物长势监测平台能够实现实时获取植物工厂内的作物图像，并进行处理，获取作物的生长信息，最终达到监测作物长势的目的，该植物工厂作物长势监测平台便于搭载，功能丰富，设计人性化，成本相对较低，能够高效、稳定的监测植物工厂内作物的长势。的长势。的长势。

【技术实现步骤摘要】
一种植物工厂作物长势监测平台及方法


[0001]本专利技术涉及智慧农业领域，具体涉及一种植物工厂作物长势监测平台及方法。

技术介绍

[0002]与传统农业相比，植物工厂的生长环境可控，单位产量更高，是未来农业发展的趋势所在。但是植物工厂高栽培容积率条件下，不同种植叶菜对象全生长周期内生长信息获取不及时，容易导致叶菜出现品质、产量不一致的问题。尤其是在无人化植物工厂中，及时获取作物生长信息尤为重要。市面上已有的监测设备，大都是针对作物单体进行检测，虽然精确度高，但是效率低、成本高，难以适应于封闭式非开放空间结构的植物工厂内。因此迫切需要一种适应于植物工厂内，可用于监测作物长势的高效的、智能化的设备。

技术实现思路

[0003]本专利技术在于克服现有技术的不足，提供了一种植物工厂作物长势监测平台，所述植物工厂作物长势监测平台能够实现实时获取植物工厂内的作物图像，并进行处理，获取作物的生长信息，最终达到监测作物长势的功能；另外，所述植物工厂作物长势监测平台便于搭载，功能丰富，设计人性化，成本相对较低，能够高效、稳定的监测植物工厂内作物的长势。
[0004]本专利技术的第二个目的在于提供一种植物工厂作物长势监测方法。
[0005]本专利技术用于解决现有技术问题的技术方案是：
[0006]一种植物工厂作物长势监测平台，包括机箱、设置在机箱内的图像采集装置、显示装置以及控制装置，其中，所述图像采集装置用于采集植物工厂内的作物图像信息，该图像采集装置包括图像采集模块以及用于调整所述图像采集模块的采集角度的角度调节模块；所述控制模块用于对采集到的作物图像信息进行处理，得到作物的生长信息，并将结果显示在所述显示装置中，该控制模块采用嵌入设备。
[0007]优选的，所述机箱的背侧和两侧均设置有散热口，其中，位于机箱背侧的散热口用于排出嵌入式设备自带风扇排出的热量；位于机箱两侧的散热口则用于自然风的流通，以带走机箱内部的热量。
[0008]优选的，所述显示装置包括安装在所述机箱内的显示面板，所述显示面板为7英寸的显示屏，所述显示屏的走线藏于机箱内。
[0009]优选的，所述图像采集模块为相机。
[0010]优选的，所述角度调节模块包括设置在所述机箱的顶盖上的铰接座以及设置在所述铰接座上的转动座，其中，所述转动座转动连接在所述铰接座上，并通过锁紧机构进行锁紧；所述锁紧机构包括设置在所述铰接座与所述转动座的铰接位置处的锁紧螺栓和锁紧螺母，当调节好所述转动座的角度时，通过锁紧螺母与锁紧螺栓的配合，将所述转动座锁定。
[0011]优选的，所述转动座的两侧设置有刻度盘。
[0012]优选的，所述嵌入式设备采用英伟达的tx2边缘处理器。
[0013]优选的，所述机箱内部的两侧设有竖排固定格和分线器固定格，其中，所述竖排固定格用于固定插入的电路载板；所述分线器固定格用于将分线器固定于机箱内部；在机箱内部的底端设置有移动电源固定板，从前后左右四个方向将移动电源固定。
[0014]优选的，所述机箱的底部设置有固定结构，所述固定结构为设置在机箱底部的等距的矩形带。
[0015]一种植物工厂作物长势监测方法，包括以下步骤：
[0016]S1、将植物工厂作物长势监测平台安装在检测位置或者安装在移动搭载设备上；并通过角度调节模块调节图像采集模块的角度，使其倾斜朝向植物工厂内的作物；
[0017]S2、图像采集模块通过采用斜拍的方式获取植物工厂内作物的生长图像，并将拍摄到的生长图像传输给控制装置；
[0018]S3、控制装置通过其内部搭载的实例分割模型中对生长图像进行图像分割，分割出单株作物图像；
[0019]S4、控制装置将识别出的作物图像送入其内部搭载的特征提取模型中，通过特征提取的方式得到倾斜投影面积、周长、颜色信息和纹理特征；同时将识别出的作物图像送入其内部搭载的鲜重估计模型中估算作物的鲜重值；
[0020]S5：控制装置输出对应作物的生长信息，该生长信息包括作物特征和作物鲜重值，并显示在显示装置中。
[0021]本专利技术与现有技术相比具有以下的有益效果：
[0022]1、本专利技术的植物工厂作物长势监测平台能够实现实时获取植物工厂内的作物图像，并进行处理，获取作物的生长信息，最终达到监测作物长势的功能；另外，所述植物工厂作物长势监测平台便于搭载，功能丰富，设计人性化，成本相对较低，能够高效、稳定的监测植物工厂内作物的长势。
[0023]2、本专利技术的植物工厂作物长势监测平台可帮助提升植物工厂的作物在高栽培容积率条件下，全生长周期内的生长信息提取与评价的作业水平，并完善装备自动化生产作业控制管理和水培叶菜全生育期“环境
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品质
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产量”智慧精细管理智能化水平。
[0024]3、本专利技术的植物工厂作物长势监测平台可帮助降低人工成本，提升作业质量，增大植物工厂整体效益。
[0025]4、本专利技术的植物工厂作物长势监测平台将从整体上提升我国植物工厂叶菜生产全程生长信息提取与评价等方面的智能化水平，有利于创建基于环保栽培载体的智能叶菜生产体系，加快植物工厂生产提质增效，提高产业竞争力。
[0026]5、本专利技术的植物工厂作物长势监测方法通过采用斜拍的角度来获取植物工厂内的生菜的生长信息，可以解决了俯拍效率低、侧拍则会导致生菜容易被遮挡的问题，进而解决了植物工厂这种密闭非开放空间获取作物信息难的问题。
附图说明
[0027]图1和图2为本专利技术的植物工厂作物长势监测平台的两个不同视角的结构示意图。
[0028]图3为对图像中的单株生菜进行标注的示意图。
[0029]图4为水平翻转处理的图像。
[0030]图5为更改明暗度处理的图像。
[0031]图6为增加噪点后的图像。
[0032]图7为颜色空间转化后的图像。
[0033]图8为实例分割模型的损失函数。
[0034]图9为实例分割模型的准确度曲线。
[0035]图10为原始图像。
[0036]图11为将图10中的原始图像通过实例分割模型提取的单株生菜图像。
[0037]图12为通过ByteTrack算法进行目标追踪后的效果图。
[0038]图13为用于体现训练集表现的示意图。
[0039]图14为Disnet网络架构图。
[0040]图15为本专利技术的植物工厂作物长势监测方法的流程示意图。
具体实施方式
[0041]下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0042]参见图1
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图2，本专利技术的植物工厂作物长势监测平台可搭载在移动设备(例如移动小车上)，且尺寸相对较小，并且集成了嵌入式设备、移动电源、显示屏等设备，可以很便捷的搭载在移动设备上，用于自动化监测作物长势。
[0043]参见图1
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图2，本专利技术的植物工厂作物长势监测平台本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物工厂作物长势监测平台，其特征在于，包括机箱、设置在机箱内的图像采集装置、显示装置以及控制装置，其中，所述图像采集装置用于采集植物工厂内的作物图像信息，该图像采集装置包括图像采集模块以及用于调整所述图像采集模块的采集角度的角度调节模块；所述控制模块用于对采集到的作物图像信息进行处理，得到作物的生长信息，并将结果显示在所述显示装置中，该控制模块采用嵌入设备。2.根据权利要求1所述的植物工厂作物长势监测平台，其特征在于，所述机箱的背侧和两侧均设置有散热口，其中，位于机箱背侧的散热口用于排出嵌入式设备自带风扇排出的热量；位于机箱两侧的散热口则用于自然风的流通，以带走机箱内部的热量。3.根据权利要求2所述的植物工厂作物长势监测平台，其特征在于，所述显示装置包括安装在所述机箱内的显示面板，所述显示面板为7英寸的显示屏，所述显示屏的走线藏于机箱内。4.根据权利要求3所述的植物工厂作物长势监测平台，其特征在于，所述图像采集模块为相机。5.根据权利要求4所述的植物工厂作物长势监测平台，其特征在于，所述角度调节模块包括设置在所述机箱的顶盖上的铰接座以及设置在所述铰接座上的转动座，其中，所述转动座转动连接在所述铰接座上，并通过锁紧机构进行锁紧；所述锁紧机构包括设置在所述铰接座与所述转动座的铰接位置处的锁紧螺栓和锁紧螺母，当调节好所述转动座的角度时，通过锁紧螺母与锁紧螺栓的配合，将所述转动座锁定。6.根据权利要求5所述的植物工厂作物长势监测平台，其特征在于，所述转动座的两侧设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐龙，谭建伟，马锐军，侯俊伟，郑鸿，梁展鹏，蔡迎虎，姚志强，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：