一種植物的長勢監控方法和裝置與流程

本發明涉及植物種植技術領域，尤其涉及一種植物的長勢監控方法和裝置。

背景技術：

采用無土栽培的手段種植有機蔬菜，已經成為很多溫室種植農場的主流，目前對種植架上的綠葉類植物的長勢監控，仍舊依靠傳統的人工目視來檢查和確認，每隔一段時間，工作人員就要巡視一遍所有的種植架，查看是否有生長緩慢的植物。而對于單株植物的長勢，實時圖像，實時視頻進行精準數據采集，人工更是難以實現。這也成為智能種植的一個障礙。

技術實現要素：

本發明的目的在于提出一種植物的長勢監控方法和裝置，能夠自動從植物圖像中分析植物的長勢，便于監控，節約人力成本。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一方面，本發明提供一種植物的長勢監控方法，包括：

通過設置在植物上方的圖像傳感器按周期采集植物圖像；

從所述植物圖像提取植物的長勢信息。

進一步的，通過設置在植物上方的圖像傳感器按周期采集植物圖像之后，包括：

將所述植物圖像分割為若干等份，且每一等份中的植物數量相等。

其中，從所述植物圖像提取植物的長勢信息，包括：

計算植物的葉片在每一等份的面積占比。

進一步的，計算植物的葉片在每一等份的面積占比之后，包括：

根據所述面積占比繪制植物的長勢曲線，并判斷所述面積占比是否在所述周期的預設占比閾值范圍內。

其中，計算植物的葉片在每一等份的面積占比，包括：

將所述植物圖像根據預設灰度閾值轉化為灰度圖像；

識別出所述灰度圖像中葉片的像素點；

每一等份中葉片的像素點占所述等份的總像素點的比例為面積占比。

其中，從所述植物圖像提取植物的長勢信息，包括：

獲取所述植物圖像的每個像素點的RGB值中的R值，G值和B值；

分別計算每一等份所述R值的平均值，所述G值的平均值和所述B值的平均值。

進一步的，分別計算每一等份所述R值的平均值，所述G值的平均值和所述B值的平均值之后，還包括：

分別根據所述R值的平均值，所述G值的平均值和所述B值的平均值繪制植物的長勢曲線，并判斷所述R值的平均值，所述G值的平均值和所述B值的平均值是否在所述周期的預設顏色閾值范圍內。

進一步的，從所述植物圖像提取植物的長勢信息之后，還包括：

將所述植物圖像和/或所述長勢信息上傳至服務器。

另一方面，本發明提供一種植物的長勢監控裝置，包括：設置在植物上方的圖像傳感器，以及與所述圖像傳感器連接的圖像處理器；

所述圖像傳感器用于按周期采集植物圖像；

所述圖像處理器用于從所述植物圖像提取植物的長勢信息。

進一步的，所述長勢監控裝置還包括：設置在植物上方的導軌；

所述圖像傳感器與所述導軌滑動連接。

本發明的有益效果為：

本發明利用設置在植物上方的圖像傳感器按周期采集植物圖像，并從所述植物圖像提取植物的長勢信息，通過對所述長勢信息進行分析，可知植物的長勢是否達到其生長階段的要求。每次采集分析后，能夠及時獲知植物的長勢是否有異常，不需要耗費大量人力和時間對各個植架進行檢查，節約了人力成本，并可以對于植物的實時圖像進行精準采集及傳輸，為智能種植提供了可靠的傳感系統。

附圖說明

圖1是本發明實施例一提供的植物的長勢監控方法的流程圖。

圖2是本發明實施例二提供的植物的長勢監控方法的流程圖。

圖3是本發明實施例二提供的將植物圖像分割成若干等份的示意圖。

圖4是本發明實施例三提供的植物的長勢監控方法的流程圖。

圖5是本發明實施例四提供的植物的長勢監控裝置的結構示意圖。

圖5是本發明實施例四提供的植物的長勢監控裝置的示意圖。

圖6中：41、圖像傳感器；42、導軌；43、種植架；44、植物。

具體實施方式

為使本發明解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施例的技術方案作進一步的詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。

實施例一

本實施例提供一種植物的長勢監控方法，適用于現代化農場的葉菜類蔬菜的種植監控。所述長勢監控方法由一種植物的長勢監控裝置來執行，該裝置由軟件和/或硬件組成，包括圖像傳感器和圖像處理器。

圖1是本發明實施例一提供的植物的長勢監控方法的流程圖。如圖1所示，所述長勢監控方法包括如下步驟：

S11，通過設置在植物上方的圖像傳感器按周期采集植物圖像。

所述圖像傳感器采用一般的工業攝像頭，其主要部件為電荷藕合器件圖像傳感器CCD(Charge Coupled Device)，能適應工業復雜環境的要求，并且長時間穩定的工作。

所述植物一般為葉菜類蔬菜，種植在種植架上，所述圖像傳感器設置在植物的上方，按周期采集其下方的植物圖像。所述周期可按照植物的生長階段和生長環境靈活設置，例如，育苗期以三天為一個周期，成長期以一天為一個周期，也可進行手動控制圖像傳感器進行采集。

S12，從所述植物圖像提取植物的長勢信息。

從所述植物圖像中，提取出植物的長勢信息，所述長勢信息包括但不限于葉片面積和葉片顏色。

通過對所述長勢信息的分析，可知植物的生長情況是否正常。

進一步的，將所述植物圖像和/或所述長勢信息上傳至服務器，存儲在服務器上，工作人員可在相應的客戶端上讀取所述長勢信息，查看植物的實時圖像，以便對植物的長勢進行判定。

本實施例利用設置在植物上方的圖像傳感器按周期采集植物圖像，并從所述植物圖像提取植物的長勢信息，通過對所述長勢信息進行分析，可知植物的長勢是否達到其生長階段的要求。每次采集分析后，能夠及時獲知植物的長勢是否有異常，不需要耗費大量人力和時間對各個植架進行檢查，節約了人力成本。

實施例二

本實施例提供一種植物的長勢監控方法，作為上述實施例的一種改進，通過植物的葉片面積判斷植物的長勢。

圖2是本發明實施例二提供的植物的長勢監控方法的流程圖。如圖2所示，所述長勢控制方法包括如下步驟：

S21，通過設置在植物上方的圖像傳感器按周期采集植物圖像。

所述植物等距種植在種植架上，通過圖像傳感器從植物上方按周期采集植物圖像進行分析。

S22，將所述植物圖像分割為若干等份，且每一等份中的植物數量相等。

圖3是本發明實施例二提供的將植物圖像分割成若干等份的示意圖。如圖3所示，將所述植物圖像分割為若干等份，形成網格，每一等份(即每一網格)中的植物數量相等，優選的，每一網格中包含一株植物，該植物位于網格中心。

S23，計算植物的葉片在每一等份的面積占比。

將所述植物圖像根據預設灰度閾值轉化為灰度圖像；識別出所述灰度圖像中葉片的像素點；每一等份中葉片的像素點占所述等份的總像素點的比例為面積占比。

其中，種植架的顏色與葉片的顏色需要有較大的區別。植物圖像中，葉片以外的部分為背景圖像部分，預設灰度閾值以能夠區分葉片和背景圖像為準，將所述植物圖像轉化為灰度圖像。如圖3所示，根據灰度的不同，識別出所述灰度圖像中葉片的像素點，計算每一等份中葉片的像素點占所述等份的總像素點的比例，即為面積占比。葉片的面積占比能直觀的反映出葉片的生長情況，面積占比越大，越接近于成熟。

S24，根據所述面積占比繪制植物的長勢曲線，并判斷所述面積占比是否在所述周期的預設占比閾值范圍內。

根據預測的植物生長趨勢，或者多次采集后的數據分析得到預設占比閾值范圍，不同的植物根據其生長特性，具備不同的預設占比閾值范圍。若所述面積占比在該預設占比閾值范圍內，則判定為植物生長正常。

以所述面積占比為縱坐標值，以監控的周期為橫坐標值，繪制植物的長勢曲線，該長勢曲線能夠直觀的看出植物的長勢是否正常。

本實施例根據葉類蔬菜的葉片面積的增長情況，繪制長勢曲線，能夠直觀明了地表現出植物的長勢是否正常，工作人員只需定期查看相關的長勢信息即可準確掌握植物的生長情況，不需要親自到種植地查看，十分方便。

實施例三

本實施例提供一種植物的長勢監控方法，作為上述實施例的一種輔助判斷，通過植物的葉片顏色判斷植物的長勢，可辨別植物是否成熟或者是否營養充足。

圖4是本發明實施例三提供的植物的長勢監控方法的流程圖。如圖4所示，所述長勢控制方法包括如下步驟：

S31，通過設置在植物上方的圖像傳感器按周期采集植物圖像。

S32，將所述植物圖像分割為若干等份，且每一等份中的植物數量相等。

S33，獲取所述植物圖像的每個像素點的RGB值中的R值，G值和B值。

每個像素點的RGB值表示為三位取值0～255的十進制數，即RGB(0,0,0)表示黑色，RGB(255,255,255)表示白色。獲取所述植物圖像的每個像素點的RGB值中的R值，G值和B值。

S34，分別計算每一等份所述R值的平均值，所述G值的平均值和所述B值的平均值。

S35，分別根據所述R值的平均值，所述G值的平均值和所述B值的平均值繪制植物的長勢曲線，并判斷所述R值的平均值，所述G值的平均值和所述B值的平均值是否在所述周期的預設顏色閾值范圍內。

分別以所述R值的平均值，所述G值的平均值和所述B值的平均值為縱坐標，以采集周期為橫坐標建立坐標系，繪制植物的長勢曲線，并上傳到服務器，供工作人員可通過相應的客戶端讀取并查看。

根據植物的品種和生長階段設定所述預設顏色閾值范圍。對于成熟后葉片變色的蔬菜，如紅莧菜，其G值的平均值在成長期逐漸上升，在成熟期逐漸下降，且R值的平均值持續上升；一般綠葉蔬菜可通過顏色判斷出營養是否適宜，營養不良會導致葉片發黃，肥料過多會造成燒苗，某種營養元素過多會造成葉片顏色過深等等，都能通過葉片顏色進行判斷。

本實施例根據葉類蔬菜的葉片顏色變化，繪制長勢曲線，能夠直觀明了地表現出植物的長勢是否正常，工作人員只需定期查看相關的長勢信息即可準確掌握植物的生長情況，對于單個網格的異常也能輕松發現，不需要親自到種植地查看，十分方便。

實施例四

圖5是本發明實施例四提供的植物的長勢監控裝置的結構示意圖。圖6是本發明實施例四提供的植物的長勢監控裝置的示意圖。如圖5、圖6所示，本實施例提供一種植物的長勢監控裝置，用于執行上述實施例所述的長勢監控方法，解決同樣的技術問題，達到相同的技術效果。

所述長勢監控裝置包括：設置在植物上方的圖像傳感器41，以及與所述圖像傳感器連接的圖像處理器40。

所述圖像傳感器41用于按周期采集植物圖像。

所述圖像處理器40用于從所述植物圖像提取植物的長勢信息。

如圖6所示，所述長勢監控裝置還包括：設置在植物44上方的導軌42；所述導軌42固定在種植架43上。所述圖像傳感器41與所述導軌42滑動連接。

本實施例中，可在一個種植架上均勻設置多個圖像處理器，也可以采用可移動的圖像處理器，所述圖像處理器安裝在導軌上，在電機的推動下運動。可以方便的采集到植物圖像，由于圖像傳感器的位置相對固定，每次都在固定位置進行采集即可保證植物圖像具備可比性。

以上結合具體實施例描述了本發明的技術原理。這些描述只是為了解釋本發明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發明保護范圍的限制。基于此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本發明的其它具體實施方式，這些方式都將落入本發明的保護范圍之內。