叶面积指数测量系统、设备、方法和程序技术方案

一种叶面积指数测量系统包括：成像装置，用于捕获测量目标植物的图像，并且输出捕获到的图像；光源，置于测量目标植物与成像装置相对的一侧上，或者置于测量目标植物的位置处；强度计算装置，基于从成像装置输出的捕获到的图像计算光源发光时的光强度；以及叶面积指数计算装置，基于强度计算装置计算的光强度来计算叶面积指数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于测量叶面积指数的叶面积指数测量系统、叶面积指数测量设备、叶面积指数测量方法和叶面积指数测量程序。
技术介绍
叶面积指数(下文表示为“LAI ” )表示例如耕地或森林中植物种群的每单位面积内沿一个方向(例如，垂直方向)交叠的叶片的总面积。LAI用作了解植物生长或耕种状态的一种指数。作为LAI测量方法，提出了一种使用照度计间接测量LAI的方法作为示例。在该方法中，例如，测量植物种群中上方和下方的照度，并且基于测量的照度来估计LAI。作为与上述相关的技术，例如，在专利文献(PTL) I中描述了 LAI间接测量方法。在PTLl中描述的方法中，间接测量系统使用广角镜头和电子成像元件捕获针对近红外光和红光中的每一种的预定面积的图像。接着，间接测量系统获得通过划分预定面积而形成的每个细分面积中针对近红外光和红光中的每一种的亮度值。然后，间接测量系统计算每个细分面积的近红外光和红光的亮度值比，基于亮度值比来估计太阳辐射的相对量，并且根据太阳辐射的相对量计算LAI。现有技术文献专利文献PTLl:日本专利申请特开 N0.2007-171033。·
技术实现思路
技术问题然而，在使用照度计间接测量LAI的情况下，需要昂贵的照度计，并且还需要在移动照度计的同时多次执行测量，以便确定种群结构中多个位置中的每一位置的LAI。因此，需要大量劳动和成本。PTLl中描述的方法通过在间接测量系统中使用电子成像元件来代替照度计，实现了一定程度的成本减小。然而，由于使用日光，因此不能自由地控制来自光源的光的辐射方向，限制了测量太阳辐射的相对量的方向。因此，PTLl中描述的方法限制了能够测量LAI的位置或方向。鉴于上述，本专利技术的目的在于提供叶面积指数测量系统、叶面积指数测量设备、叶面积指数测量方法和叶面积指数测量程序，能够以低成本容易地自动测量叶面积指数，而不限制测量位置或方向。解决问题的手段根据本专利技术的叶面积指数测量系统包括:成像装置，用于捕获测量目标植物的图像，并且输出捕获到的图像；光源，置于测量目标植物与成像装置相对的一侧上，或者置于测量目标植物的位置处；强度计算装置，基于从成像装置输出的捕获到的图像来计算光源发光时的光强度；以及叶面积指数计算装置，基于强度计算装置计算的光强度计算叶面积指数。根据本专利技术的叶面积指数测量设备是一种叶面积指数测量系统中用于测量叶面积指数的叶面积指数测量设备，叶面积指数测量系统包括:成像装置，用于捕获测量目标植物的图像，并且输出捕获到的图像；光源，置于测量目标植物的与成像装置相对的一侧上，或者置于测量目标植物的位置处，叶面积指数测量设备包括:强度计算装置，基于从成像装置输出的捕获到的图像计算光源发光时的光强度；以及叶面积指数计算装置，基于强度计算装置计算的光强度计算叶面积指数。根据本专利技术的叶面积指数测量方法包括:提供成像装置，所述成像装置用于捕获测量目标植物的图像，并且输出捕获到的图像；提供光源，光源置于测量目标植物的与成像装置相对的一侧上，或者置于测量目标植物的位置处；基于从成像装置输出的捕获到的图像计算光源发光时的光强度；并且基于计算的光强度计算叶面积指数。根据本专利技术的叶面积指数测量程序是叶面积指数测量系统中用于测量叶面积指数的叶面积指数测量程序，叶面积指数测量系统包括:成像装置，用于捕获测量目标植物的图像，并且输出捕获到的图像；光源，置于测量目标植物的与成像装置相对的一侧上，或者置于测量目标植物的位置处，叶面积指数测量程序使计算机执行:强度计算过程，基于从成像装置输出的捕获到的图像计算光源发光时的光强度；以及叶面积指数计算过程，基于计算的光强度计算叶面积指数。本专利技术的有利效果根据本专利技术，能够以低成本容易地自动测量叶面积指数，而不限制测量位置或方向。附图说明 图1是从植物 种群正面看根据本专利技术使用LAI测量系统的测量系统的正视图。图2是示出了 LAI测量系统的结构示例的框图。图3是示出了使用LAI测量系统测量LAI的操作示例的流程图。图4是示出了 LAI测量系统的最小结构的示例的框图。图5是示出了将EV值变换为LAI的表的示例的示例图。具体实施例方式以下参照附图描述本专利技术的实施例。图1是从植物种群正面看根据本专利技术的使用LAI测量系统(叶面积指数测量系统)的测量系统的正视图。在该示例实施例中，假定植物种群30是按行布置农作物的植物的植物群，如图1所示。尽管图1示出了沿着植物种群30的截面看的截面图，植物种群30是沿着深度方向(如图1中所见，从植物种群30的正面到背面的方向，下文中也被称作“纵方向”)按行布置植物的植物群。如图1所示，在本示例实施例中，也使用诸如“垂直方向”和“水平方向”等表述。“垂直方向”表示与地面垂直的方向，“水平方向”表示与地面水平的方向，如图1所示。尽管本示例实施例作为示例描述了将LAI测量系统应用于对耕地(例如田地或塑料温室)中农作物(例如，西红柿、黄瓜)植物种群的LAI的测量，但是本专利技术不限于本示例实施例中的示例。LAI测量系统例如可以应用于对森林中树丛的LAI的测量。如图1中所示，在本示例实施例中，在植物种群30中布置多个光源10，并且在植物种群30之上放置用于捕获植物种群30的图像的摄像机20。具体地，光源10分别由能够产生预定波长的光的灯或LED来实现。尽管在图1中示出的示例中，布置了 8个光源10(如图1所示，每个植物种群30沿垂直方向布置四个光源10)，但是能够布置的光源10的个数不限于本示例实施例中的示例。例如，可以布置十个或更多个光源10 (可以每植物种群30沿垂直方向布置五个或更多个光源10)。摄像机20具体由能够捕获单色图像或彩色图像的成像设备(例如，数字摄像机)来实现。摄像机20不限于捕获静止图像的摄像机，并且例如可以由能够捕获运动图像的视频摄像机来实现，只要其能够捕获彩色图像。如图1所示，摄像机20具有以下功能:能够捕获沿植物种群30的方向的图像并且向下述LAI测量设备40 (图1中未示出)输出捕获到的图像。在本示例实施例中，将摄像机20放置在植物种群30的上方，以测量沿垂直方向的LAI，如图1所示，在沿垂直方向看时识别植物种群30中叶片的交叠状态。尽管图1中示出了放置一个摄像机20的示例，但是放置的摄像机20的个数不限于本示例实施例中 的示例。例如，可以放置两个或更多个摄像机20。即，放置至少一个摄像机20，以能够捕获沿植物种群30的方向的图像。在本示例实施例中，摄像机可以实质上直接置于植物种群30的上方，以便测量沿垂直方向的LAI,如图1所示。然而,摄像机20的位置不限于本示例实施例中的示例。摄像机20可以沿对角线置于植物种群30之上，只要摄像机20在使得能够测量沿垂直方向的LAI的位置处。在按照上述方式放置摄像机20的情况下，每个光源10可以不置于植物种群30中，而是置于在植物种群30的与摄像机20相对一侧上的位置处，并且与植物种群30略微偏移(即，置于其中植物种群30夹在每个光源10和摄像机20之间的位置关系中)。放置被实现为，使得确保每个光源10和摄像机20之间的高度差，从而实现对垂直方向上的LAI的测量。尽管图1中示出了在植物种群30的一个位置中沿垂直方向布置四个光源10来执行测量的情况，但是可以沿着植物种群30的纵方向以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：芹泽昌宏，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：
国别省市：