一种基于植物生长模型的品质预测管理系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于植物生长模型的品质预测管理系统，包括图像特征筛选模块、生长参数监测模块、生长模型关联模块、阶段动态预测调整模块和品质预测管理模块。本发明专利技术预测出下一生长时期受各生长参数缺乏影响下各生长参数的匮乏需求，根据预测生长偏离度与实际生长偏离度对下一生长时期所需的生长参数的匮乏需求系数进行动态调整，提高了下一生长时期下预测的生长偏离度判定的准确性，并预测出柚树受先前各生长时期下各生长参数干扰下柚成熟后的柚品质评估系数，根据预测的柚成熟后的柚品质评估系数对柚树下一生长时期下所需的各生长参数进行管控指导，以保证对后续生长时期下柚树所需的生长参数进行及时补充调整，大大提高了柚成熟后的品质。提高了柚成熟后的品质。提高了柚成熟后的品质。

【技术实现步骤摘要】
一种基于植物生长模型的品质预测管理系统


[0001]本专利技术属于果实品质预测
，涉及到一种基于植物生长模型的品质预测管理系统。

技术介绍

[0002]果实的品质受生长环境所影响，生长环境与果树所需的生长环境相匹配时，果实品质较佳，在柚果成熟的不同生长时期，因生长环境下的生长参数缺乏会导致果实品质变差，目前，无法根据柚树在不同生长时期下生长图像上所呈现的特征对柚树当前的生长状况进行衡量，且无法根据当前的生长情况下各生长参数对应的匮乏程度对下一生长时期所需的生长参数的匮乏程度进行准确预测，进而无法准确预测出下一生长时期下柚树的生长情况，导致无法最终评估柚果成熟后的品质，缺乏果实品质的提前预测判定以及及时阻断，降低了柚果的品质；另外，无法根据花期时，柚花分布情况进行柚花分布管理，消除因柚花分布集中消耗养分大和生长空间受限问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术公开了一种基于植物生长模型的品质预测管理系统，解决了现有
技术介绍
中存在的问题。
[0004]本专利技术在其一个应用方面中提供了一种基于植物生长模型的品质预测管理系统，包括图像特征筛选模块、生长参数监测模块、生长模型关联模块、阶段动态预测调整模块和品质预测管理模块；
[0005]图像特征筛选模块用于提取多光谱相机采集的柚树在不同生长时期下的生长图像，对生长图像中的特征进行筛选，筛选出生长图像中的各特征区域；
[0006]长势偏离分析模块用于提取不同生长时期下的生长图像，并将同一生长时期下生长图像的特征区域进行分析，获得各生长时期下各特征区域对应的相对偏离量以及当前生长时期下生长偏离度；
[0007]生长模型关联模块训练不同生长时期下各生长参数间的相互关联影响系数，基于该生长时期下生长图像中各特征区域对应的相对偏离量和各生长参数间的相互关关联影响系数评估出与生长模型相关联的下一生长时期下各特征区域所需的生长参数的匮乏需求系数；
[0008]阶段动态预测调整模块用于获得当前生长时期下生长偏离度，预测出下一生长时期下各特征区域所需的生长参数的匮乏需求系数所对应柚树的生长偏离度，并结合下一生长时期下的实际生长偏离度，对下一生长时期下各特征区域所需的生长参数的匮乏需求系数进行动态调整；
[0009]品质预测管控模块用于获取各生长时期下各特征区域所需的生长参数的匮乏需求系数，按照当前生长参数不对后续生长时期下的生长参数进行额外追加的情况下，预测出柚受各生长时期下各生长参数干扰下柚成熟后的柚品质评估系数，并根据预测的柚成熟
后的柚品质评估系数对柚树下一生长时期下所需的各生长参数进行管控。
[0010]进一步地，所述生长偏离度分析方法：
[0011]选取当前生长时期下生长图像中的各特征区域与存储的柚树生长模型在该生长时期下该特征区域的各等级所对应的特征区域进行对比；
[0012]从柚树生长模型中筛选出与生长图像中的特征区域最匹配的该特征区域所对应的等级，以确定当前生长时期下生长图像的各特征区域经量化后所对应的生长特征参数数值；
[0013]各特征区域经量化后所对应的生长特征参数数值与该生长时期下的各特征区域所对应的标准生长特征参数数值进行处理，以分析出当前生长时期下柚树的生长偏离度。
[0014]进一步地，各生长时期下柚树的生长偏离度ΔWbk表示为第b个生长时期下第k个特征区域对应的相对偏移量，且ΔWbk＝Wbk0‑
Wbk，Wbk0表示为第b个生长时期下的生长图像中第k个特征区域对应的标准生长特征参数数值，Wbk表示为当前第b个生长时期下的生长图像中第k个特征区域量化后所对应的生长特征参数数值，φb表示为当前第b个生长时期下的生长图像所对应的柚树生长偏离度。
[0015]进一步地，建立了各生长时期下各生长参数间的相互关联影响系数δbk
f
表示为第f个生长参数对第b个生长时期下第k个特征区域的干扰影响因子，0≤δbk
f
＜1，当第f个生长参数不对第b个生长时期下第k个特征区域存在干扰时，δbk
f
取值0，δbk
t
表示为第t个生长参数对第b个生长时期下第k个特征区域的干扰影响因子，0≤δbk
t
＜1，当第t个生长参数不对第b个生长时期下第k个特征区域存在干扰时，δbk
t
取值0，表示为历年第b个生长时期下第k个特征区域所对应的生长特征参数数值均值，ηbk
ft
为第b个生长时期下第k个特征区域生长所需的第f个生长参数和第t个生长参数间的相互关联影响系数。
[0016]进一步地，各生长时期下各生长参数的匮乏需求系数计算公式：表示为第b
‑
1个生长时期下第k个特征区域所对应的生长参数的匮乏需求系数，ΔWbk表示为第b个生长时期下第k个特征区域对应的相对偏离量，表示为历年第b个生长时期下第k个特征区域对应的生长特征参数均值所需的补充量，e为自然数，V表示为生长参数的数量总和。
[0017]进一步地，预测的下一生长时期下柚树的生长偏离度
[0018]进一步地，采用当前生长时期下柚树的生长偏离度公式计算出下一生长时期下柚树的实际生长偏离度φ
′
(b+1)，当满足|φ(b+1)
‑
φ
′
(b+1)|≤λ时，则表明预测的下一生长时期下各特征区域所需的生长参数的匮乏需求系数分析的准确性高，当满足|φ(b+1)
‑
φ
′
(b+1)|＞λ时，需对下一生长时期下各特征区域所需的生长参数的匮乏需求系数进行动态调整，直至满足|φ(b+1)
‑
φ
′
(b+1)|≤λ，经动态调整后的各生长时期下第k个特征区域所
对应的生长参数的匮乏需求系数且k＝1,2，...，K。
[0019]进一步地，预测的柚成熟后的柚品质评估系数Q
b
＝β1β2β3...βb，且Q
b
表示为根据前b个生长时期预测出的柚成熟后的柚品质评估系数，γ
bk
表示为第b个生长时期下第k个生长参数对柚的品质影响因子，
[0020]进一步地，本系统还包括分布判定模块和生长管控修理模块；
[0021]所述分布判定模块用于筛选出柚花生长时期的生长图像中的柚花图像特征区域，提取花蒂间的关联极性，并分析柚花的分布密度，判定柚花的分布密度是否满足当前枝干的承载能力，若大于当前枝干的承载能力，则发送柚花处理控制指令至生长管控修理模块；
[0022]生长管控修理模块用于接收分布判定模块发送枝干上柚花处理控制指令，对该枝干上相邻两柚花对应的花蒂的关联极性小于设定关联极性阈值的其中一柚花进行裁剪，直至当前枝干上的柚花满足该枝干的承载能力要求。
[0023]进一步地，对柚花所在枝干的承载能力分析方法，包括以下步骤：
[0024]步骤1、提取花蒂的关联极性大于0的各花蒂的关联极性，并筛选出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于植物生长模型的品质预测管理系统，其特征在于，包括图像特征筛选模块、生长参数监测模块、生长模型关联模块、阶段动态预测调整模块和品质预测管理模块；图像特征筛选模块用于提取多光谱相机采集的柚树在不同生长时期下的生长图像，对生长图像中的特征进行筛选，筛选出生长图像中的各特征区域；长势偏离分析模块用于提取不同生长时期下的生长图像，并将同一生长时期下生长图像的特征区域进行分析，获得各生长时期下各特征区域对应的相对偏离量以及当前生长时期下生长偏离度；生长模型关联模块训练不同生长时期下各生长参数间的相互关联影响系数，基于该生长时期下生长图像中各特征区域对应的相对偏离量和各生长参数间的相互关关联影响系数评估出与生长模型相关联的下一生长时期下各特征区域所需的生长参数的匮乏需求系数；阶段动态预测调整模块用于获得当前生长时期下生长偏离度，预测出下一生长时期下各特征区域所需的生长参数的匮乏需求系数所对应柚树的生长偏离度，并结合下一生长时期下的实际生长偏离度，对下一生长时期下各特征区域所需的生长参数的匮乏需求系数进行动态调整；品质预测管控模块用于获取各生长时期下各特征区域所需的生长参数的匮乏需求系数，按照当前生长参数不对后续生长时期下的生长参数进行额外追加的情况下，预测出柚受各生长时期下各生长参数干扰下柚成熟后的柚品质评估系数，并根据预测的柚成熟后的柚品质评估系数对柚树下一生长时期下所需的各生长参数进行管控。2.根据权利要求1所述的一种基于植物生长模型的品质预测管理系统，其特征在于，所述生长偏离度分析方法：选取当前生长时期下生长图像中的各特征区域与存储的柚树生长模型在该生长时期下该特征区域的各等级所对应的特征区域进行对比；从柚树生长模型中筛选出与生长图像中的特征区域最匹配的该特征区域所对应的等级，以确定当前生长时期下生长图像的各特征区域经量化后所对应的生长特征参数数值；各特征区域经量化后所对应的生长特征参数数值与该生长时期下的各特征区域所对应的标准生长特征参数数值进行处理，以分析出当前生长时期下柚树的生长偏离度。3.根据权利要求2所述的一种基于植物生长模型的品质预测管理系统，其特征在于，各生长时期下柚树的生长偏离度ΔWbk表示为第b个生长时期下第k个特征区域对应的相对偏移量，且ΔWbk＝Wbk0‑
Wbk，Wbk0表示为第b个生长时期下的生长图像中第k个特征区域对应的标准生长特征参数数值，Wbk表示为当前第b个生长时期下的生长图像中第k个特征区域量化后所对应的生长特征参数数值，φb表示为当前第b个生长时期下的生长图像所对应的柚树生长偏离度。4.根据权利要求1所述的一种基于植物生长模型的品质预测管理系统，其特征在于，建立了各生长时期下各生长参数间的相互关联影响系数
δbk
f
表示为第f个生长参数对第b个生长时期下第k个特征区域的干扰影响因子，0≤δbk
f
＜1，当第f个生长参数不对第b个生长时期下第k个特征区域存在干扰时，δbk
f
取值0，δbk
t
表示为第t个生长参数对第b个生长时期下第k个特征区域的干扰影响因子，0≤δbk
t
＜1，当第t个生长参数不对第b个生长时期下第k个特征区域存在干扰时，δbk
t
取值0，表示为历年第b个生长时期下第k个特征区域所对应的生长特征参数数值均值，ηbk
ft
为第b个生长时期下第k个特征区域生长所需的第f个生长参数和第t个生长参数间的相互关联影响系数。5.根据权利要求4所述的一种基于植物生长模型的品质预测管理...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓嘉明，侯跃恩，陈琼佳，王志承，邝智颖，
申请(专利权)人：嘉应学院，
类型：发明
国别省市：