[發明專利]一種基于增強現實技術應用的溫室控制系統

在審

• 申請號: 201810365200.5
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108427457A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 華超;李艷春;任改玲
• 申請（專利權）人: 華超;李艷春;任改玲
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于增強現實技術應用的溫室控制系統，其特征在于，包括：AR眼鏡(1)、圖像采集器(2)、微型投影儀(3)、中央控制器、環境參數感應機構、環境參數調節機構；

所述AR眼鏡(1)的兩側鏡架上對稱設置有兩個圖像采集器(2)，所述的圖像采集器(2)用于采集其可視范圍內的圖像，并將生成的圖像數據發送至中央控制器；

所述的中央控制器從接收的圖像數據中識別出植物的特征數據，通過對特征數據進行分析后，生成植物的狀態數據及對應的環境參數調節策略，同時將狀態數據及對應的環境參數調節策略進行圖像轉化，獲得虛擬顯示對象，結合真實場景對虛擬顯示對象進行渲染，并通過微型投影儀(3)將渲染后的虛擬顯示對象進行投影，該中央控制器還用于從接收的圖像數據中識別出人體的手勢數據，通過對手勢數據進行分析后生成對應的動作數據，并利用該動作數據執行人機交互操作；

所述微型投影儀(3)的信號輸入端與中央控制器連接，該微型投影儀(3)的投射端與AR眼鏡(1)上設置的半透射鏡(4)相對，用于將中央控制器輸出的圖像投影至半透射鏡(4)上；

所述環境參數感應機構的信號輸出端與中央控制器連接，用于感應溫室內的光照強度、溫度、空氣濕度、二氧化碳濃度、土壤的濕度及酸堿度，并將生成的感應數據發送至中央控制器；

所述環境參數調節機構的信號輸入端與中央控制器連接，該環境參數調節機構受環境參數調節策略的控制，用于調節溫室內的光照強度、溫度、空氣濕度、二氧化碳濃度、土壤的濕度及酸堿度。

2.根據權利要求1所述的基于增強現實技術應用的溫室控制系統，其特征在于，所述的中央控制器包括：信號處理模塊、特征提取模塊、狀態判定模塊、策略匹配模塊、策略存儲模塊、設備驅動模塊、圖像渲染模塊和手勢辨識模塊；

所述信號處理模塊用于接收圖像采集器(2)輸出的圖像信號，并將圖像信號進行處理，生成供特征提取模塊和手勢辨識模塊識別的圖像數據；

所述的特征提取模塊用于在圖像數據中識別出植物的特征數據，并將獲得的特征數據發送至狀態判定模塊，所述的特征數據包括植物葉片的顏色、形狀、尺寸及紋理；

所述的狀態判定模塊用于從特征數據中識別獲得植物種類，并將該特征數據與設定的標準樣品特征值進行比較，以特征差值評定植物的狀態，生成狀態數據；

所述的策略匹配模塊用于將特征差值與策略存儲模塊中存儲的特征組合序列進行匹配，提取經匹配的特征組合序列所對應的環境參數調節策略；

所述的策略存儲模塊用于存儲各種特征組合序列，所述的特征組合序列包括由葉片的顏色、形狀、尺寸及紋理特征差值構成的數組及其對應的環境參數調節策略；

所述的圖像渲染模塊用于將狀態數據及對應的環境參數調節策略進行圖像轉化，獲得虛擬顯示對象，并結合真實場景中植物葉片的位置選定虛擬顯示對象的顯示位置，同時根據真實場景圖像幀中的亮度對虛擬顯示對象進行光照渲染；

所述的手勢辨識模塊用于在圖像數據中識別出人體的手勢數據，并通過對手勢數據進行分析后生成對應的動作數據；

所述的設備驅動模塊的信號輸入端與環境參數感應機構、策略匹配模塊、手勢辨識模塊的信號輸出端連接，該設備驅動模塊受動作數據觸發，使其按環境參數調節策略驅動環境參數調節機構運行，并通過環境參數感應機構實時監測溫室內的環境參數。

3.根據權利要求2所述的基于增強現實技術應用的溫室控制系統，其特征在于，所述的策略匹配模塊內存儲有各種植物在不同生長階段的特征組合序列，所述的生長階段按植物的生長周期進行分類。

4.根據權利要求2所述的基于增強現實技術應用的溫室控制系統，其特征在于，所述的信號處理模塊包括：A/D轉換器、信號放大器和濾波器，用于將圖像采集器(2)輸出的信號依次進行模數轉換、放大和濾波處理。

5.根據權利要求2所述的基于增強現實技術應用的溫室控制系統，其特征在于，還包括聲光報警機構，所述聲光報警機構的信號輸入端與環境參數感應機構連接，該聲光報警機構將環境參數感應機構輸出的感應數據與設定的閾值范圍進行比較，當感應數據的數值不在閾值范圍內時，向溫室內發送聲音及光感報警信號。