[發(fā)明專利]一種基于多傳感器的梅花耐熱性能指標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910502380.1
• 申請(qǐng)日: 2019-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN110133201A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李衛(wèi)東;黃國(guó)林;曾斌;唐桂梅;張力;肖遠(yuǎn)志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南省園藝研究所
• 主分類號(hào): G01N33/00
• 分類號(hào): G01N33/00;G01N21/84;G01D21/02;G06K9/62
• 代理公司: 北京國(guó)坤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

1.一種基于多傳感器的梅花耐熱性能指標(biāo)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述基于多傳感器的梅花耐熱性能指標(biāo)監(jiān)測(cè)方法包括：

第一步，利用多個(gè)攝像器采集梅花圖像數(shù)據(jù)；利用溫度傳感器采集梅花溫度數(shù)據(jù)；利用基于數(shù)據(jù)融合進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)臐穸葌鞲衅鞑杉坊穸葦?shù)據(jù)；

第二步，利用空氣濃度傳感器采集梅花周圍空氣中二氧化碳、氧氣濃度數(shù)據(jù)；利用電感耦合等離子體質(zhì)譜測(cè)定梅花種植土壤中的水以及各種微量元素的含量；

第三步，利用修正程序?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行修正操作；利用圖像處理軟件對(duì)采集的圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理；

第四步，利用分析程序根據(jù)采集梅花圖像、梅花周圍溫度、濕度、空氣成分濃度分析梅花的形態(tài)特征信息；

第五步，利用評(píng)估程序根據(jù)采集的數(shù)據(jù)評(píng)估梅花的耐熱性能；

第六步，利用顯示器顯示采集的梅花圖像、溫度、濕度、空氣成分濃度數(shù)據(jù)信息。

2.如權(quán)利要求1所述的基于多傳感器的梅花耐熱性能指標(biāo)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述基于多傳感器的梅花耐熱性能指標(biāo)監(jiān)測(cè)方法的數(shù)據(jù)融合技術(shù)具體包括：

(1)利用歸一化法對(duì)采集的數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行預(yù)處理：

其中，為第i個(gè)輸入樣本歸一化值；X_i為第i個(gè)輸入樣本標(biāo)定值；X_min為輸入樣本最小標(biāo)定值；X_max為輸入樣本最大標(biāo)定值；

(2)將采集的數(shù)據(jù)樣本四分之三作為訓(xùn)練樣本集，四分之一作為校驗(yàn)樣本集；

(3)選用徑向基核函數(shù)構(gòu)成支持向量機(jī)：

K(x，x_i)＝exp(-|x-x_i|²/2σ²

其中，(x，x_i)為數(shù)據(jù)樣本集，x_i∈Rⁿ為N維樣本輸入；

(4)采用粒子群優(yōu)化算法優(yōu)化支持向量機(jī)的懲罰因子、損傷函數(shù)和徑向基核函數(shù)的參數(shù)；

(5)利用優(yōu)化后的參數(shù)對(duì)支持向量機(jī)進(jìn)行重新訓(xùn)練，得到優(yōu)化的支持向量機(jī)模型，基于優(yōu)化的支持向量機(jī)模型的濕度傳感器大幅度提高測(cè)量的精準(zhǔn)度。

3.如權(quán)利要求1所述的基于多傳感器的梅花耐熱性能指標(biāo)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述基于多傳感器的梅花耐熱性能指標(biāo)監(jiān)測(cè)方法的數(shù)據(jù)修正方法如下：

(1)獲取待處理節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)梅花數(shù)據(jù)和影響所述監(jiān)測(cè)梅花數(shù)據(jù)的相關(guān)數(shù)據(jù)；

(2)獲取各周邊節(jié)點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，所述周邊節(jié)點(diǎn)為與所述待處理節(jié)點(diǎn)相鄰的節(jié)點(diǎn)；

(3)根據(jù)所述待處理節(jié)點(diǎn)與各周邊節(jié)點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)確定修正層數(shù)、各修正層中各周邊節(jié)點(diǎn)的權(quán)值和偏移值；

(4)根據(jù)所述修正層數(shù)、各修正層中各周邊節(jié)點(diǎn)的權(quán)值和偏移值對(duì)所述監(jiān)測(cè)梅花數(shù)據(jù)進(jìn)行修正處理，得到最終修正結(jié)果。

4.如權(quán)利要求1所述的基于多傳感器的梅花耐熱性能指標(biāo)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述基于多傳感器的梅花耐熱性能指標(biāo)監(jiān)測(cè)方法的圖像增強(qiáng)方法如下：

1)設(shè)計(jì)多攝像頭采集裝置，保證各個(gè)攝像頭采集的梅花圖像有共同范圍；

2)使用上一步設(shè)計(jì)的裝置進(jìn)行初始梅花圖像采集，校準(zhǔn)各個(gè)攝像頭并計(jì)算各個(gè)攝像頭的參數(shù)；

3)每個(gè)攝像頭開始進(jìn)行每幀梅花圖像的采集，同時(shí)獲得多幅原始梅花圖像；

4)使用第二步的參數(shù)對(duì)各個(gè)攝像頭采集到的原始梅花圖像進(jìn)行初始變換；

5)計(jì)算變換后的各幅梅花圖像之間的冗余信息，產(chǎn)生梅花圖像清晰度增強(qiáng)參數(shù)；

6)利用梅花圖像清晰度增強(qiáng)參數(shù)對(duì)變換后的梅花圖像的每個(gè)像素進(jìn)行實(shí)時(shí)增強(qiáng)運(yùn)算，生成一幅更為清晰的合成梅花圖像；

7)輸出合成梅花圖像；

8)重復(fù)步驟3)至步驟7)，直到完成規(guī)定時(shí)長(zhǎng)的梅花圖像采集。

5.一種基于權(quán)利要求1所述基于多傳感器的梅花耐熱性能指標(biāo)監(jiān)測(cè)方法的基于多傳感器的梅花耐熱性能指標(biāo)監(jiān)測(cè)形態(tài)，其特征在于，所述基于多傳感器的梅花耐熱性能指標(biāo)監(jiān)測(cè)形態(tài)包括：

梅花圖像采集模塊，與中央控制模塊連接，用于通過多個(gè)攝像器采集梅花圖像數(shù)據(jù)；

溫度采集模塊，與中央控制模塊連接，用于通過溫度傳感器采集梅花溫度數(shù)據(jù)；

濕度采集模塊，與中央控制模塊連接，用于通過濕度傳感器采集梅花濕度數(shù)據(jù)；

空氣成分濃度采集模塊，與中央控制模塊連接，用于通過空氣濃度傳感器采集梅花周圍空氣中二氧化碳、氧氣濃度數(shù)據(jù)；

中央控制模塊，與梅花圖像采集模塊、溫度采集模塊、濕度采集模塊、空氣成分濃度采集模塊、數(shù)據(jù)修正模塊、圖像增強(qiáng)模塊、形態(tài)特征分析模塊、性能評(píng)估模塊、顯示模塊連接，用于通過單片機(jī)控制各個(gè)模塊正常工作；

數(shù)據(jù)修正模塊，與中央控制模塊連接，用于通過修正程序?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行修正操作；

圖像增強(qiáng)模塊，與中央控制模塊連接，用于通過圖像處理軟件對(duì)采集的圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理；

形態(tài)特征分析模塊，與中央控制模塊連接，用于通過分析程序根據(jù)采集梅花圖像、梅花周圍空氣濃度分析梅花的形態(tài)特征信息；

性能評(píng)估模塊，與中央控制模塊連接，用于通過評(píng)估程序根據(jù)采集的數(shù)據(jù)評(píng)估梅花的耐熱性能；

顯示模塊，與中央控制模塊連接，用于通過顯示器顯示采集的梅花圖像、溫度、濕度、空氣濃度數(shù)據(jù)信息。