[發(fā)明專利]結(jié)合計算機視覺和多傳感器的作物灌溉系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210071823.4
• 申請日: 2012-03-18
• 公開（公告）號: CN102550374A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 汪建;曾憲垠;張懷渝;王開明;杜世平;溫安祥
• 申請（專利權(quán)）人: 四川農(nóng)業(yè)大學;汪建
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16;G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種結(jié)合計算機視覺和多傳感器的作物灌溉系統(tǒng)，其特征是系統(tǒng)由圖像獲取設備、多種傳感器、計算機、單片機和灌溉系統(tǒng)組成，系統(tǒng)實現(xiàn)包含以下具體步驟：

(1)獲取作物的生長原始圖像；

(2)將原始圖像進行預處理；

(3)分別對圖像進行二值化處理和從RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到HSI顏色空間，并選取HSI顏色空間中的H和S參數(shù)作為作物圖像的顏色特征，在HSI顏色空間的作物圖像中選擇部分像素點作為種子；對種子區(qū)域進行生長，將與種子顏色性質(zhì)相似的相鄰像素附加在生長區(qū)域的種子上，對整幅圖像的多個子塊進行掃描，對在顏色上相近，空間上相鄰的區(qū)域進行合并；

(4)完成作物的分割和作物生長特征參數(shù)的提取；

(5)將各種生長特征參數(shù)與建立的作物生長數(shù)據(jù)模型進行數(shù)據(jù)比較與計算，取得生長特征值；

(6)獲取多種傳感器的數(shù)據(jù)并進行計算；

(7)結(jié)合多種傳感器數(shù)據(jù)和作物生長特征值，基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡進行計算和判決；

(8)根據(jù)計算機判決結(jié)果，由單片機控制電磁閥，完成作物的灌溉。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)合計算機視覺和多傳感器的作物灌溉系統(tǒng)，其特征是其多種傳感器包含有溫濕度傳感器、土壤水勢傳感器、蒸發(fā)量傳感器和土壤電導率傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)合計算機視覺和多傳感器的作物灌溉系統(tǒng)，其特征是在步驟(4)中的作物生長特征參數(shù)有：作物高度參數(shù)、葉面積參數(shù)、幼嫩葉參數(shù)、莖葉的顏色參數(shù)和莖葉形態(tài)參數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)合計算機視覺和多傳感器的作物灌溉系統(tǒng)，其特征是在步驟(5)的作物生長數(shù)據(jù)模型的建立中，主要建立了如下的模型：

(1)作物高度與時間的關系模型

Y=A1+B·eCX]]>

式中Y是作物的生長高度，X是累積生長度日(GDD)，A，B，C是作物模型參數(shù)；

(2)作物的葉形關系模型

作物葉寬lw與葉長ll具有一定的函數(shù)關系，用下式表示：

lwLW=α·(llLL)2+β·llLL+γ]]>

式中LL是葉片的長度；LW是葉片的最大寬度；lw是葉片在長度為ll處的葉片寬度；α，β，γ為模型參數(shù)；

(3)作物的面積關系模型

葉面積與葉長、葉寬之積成正比，可用下式表示：

LA＝j×LW×LL

其中，j為校正系數(shù)，與葉片形態(tài)相關，隨作物品種的不同而有變化；

(4)作物的葉片顏色特征模型

CY=K1·WH‾+K2]]>

其中C_Y為單位重量葉片所含葉綠素總量的值，為葉片圖像H分量的均值，K₁和K₂是模型參數(shù)。