[发明专利]一种基于虚拟现实的种植环境控制系统和方法

说明书

本发明提供一种基于虚拟现实的种植环境控制系统和方法，所述系统包括虚拟现实模块和控制模块；所述控制模块用于实时控制种植环境中各设备的工作状态；所述虚拟现实模块用于构建种植环境全景模型，实时收集种植环境中各设备状态信息，并更新各设备在种植环境全景模型中的显示状态。通过虚拟全景模型，将控制效果在全景模型中进行实时效果、状态现实，实现了控制中的交互体验，反馈回来的工作状态数据实时编辑更新对应虚拟种植环境设备图像中的工作状态数据，使得虚拟种植环境设备图像能反映出真实的工作状况，可以随时根据新添设备以及更换种植作物等的需要修改种植环境立体图像进行种植环境布置设计预览。

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，更具体地，涉及一种基于虚拟现实的种植环境控制系统和方法。

背景技术

作为21世纪的高新技术，虚拟现实技术已被广泛应用于工业、农业、军事、医学、建筑等。在农业中的应用主要有：科研实验、农机设计与制造、教学、农技推广、农业生态景观的模拟等方面。研究表明，现有的虚拟现实农业技术主要是模拟现实，使人产生身临其境的感觉并且能够操纵其内的物体，并未真正连接真实环境，实现对真实环境的控制。

随着互联网和传感器的快速发展和普及，温室、大田智能控制系统逐渐应用到蔬菜大棚上。通过实时监测棚内的温度、含湿量、光照强度、二氧化碳含量、土壤的温度和含湿量等指标，并实时传递给计算机系统，系统经过分析和推理，发出指令指挥棚内的自动系统进行施肥、升温、加水等正确操作，保持棚内环境，保证系统正常运行，使植物在最适宜情况下生长。智能控制系统将信息技术与计算机结合起来，在农业上加以应用，实现了农业发展的变革，也是未来农业发展的具体方向。

传统的种植环境控制系统主要分为两种，一种是多个菜单式的控制模式，另一种是视觉与菜单分开的界面。前者只能在远端控制水泵、侧窗等设备的开关；后者在前者的基础上，可观察到当地作物的生长状况及周围环境。但两者的控制按钮与视觉页面分开，并未实现人机交互。

国内现阶段的温室、大田控制系统界面和操作普遍较为简陋，对状态数据和设备控制过程的展示较为抽象。首先，应用到展览和科普中，对展览的参观者、接受科普的学生缺乏吸引力；其次，应用到实际种植环境控制中，对操作者要求较高，不利于初学者或计算机操作不熟练的农民掌握。且将三维的种植环境映射为二维，需要较强的空间想象能力；同时状态和操作均不够直观，状态常通过数据呈现，且数据呈现与种植环境示意图分离，用户的操作也仅能通过按钮执行，与实际种植环境中的自然交互方式不符。用户很难建立对种植环境状态的直观感受，同时不自然的交互也不利于用户实施精确控制，影响用户的工作效率。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于虚拟现实的种植环境控制系统和方法，解决了现有技术中控制效果不直观、操作难度高、没有交互式体验的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种种植环境控制系统，包括虚拟现实模块和控制模块；所述控制模块用于实时控制种植环境中各设备的工作状态；所述虚拟现实模块用于构建种植环境全景模型，并实时收集种植环境中各设备状态信息，根据控制模块的实时控制更新各设备在种植环境全景模型中的显示状态。

作为优选的，还包括分类模块，所述分类模块用于将种植环境中的点划分为观察点和设备点，定义观察点和设备点在种植环境中的坐标，并将设备点与种植环境中各设备一一对应。

作为优选的，所述虚拟现实模块包括图像编辑子模块和显示子模块；

所述图像编辑子模块用于获取种植环境内任意观察点的全景视图，生成全景视图素材，并构建虚拟的种植环境模型，将全景视图素材以三维建模的形式融入种植环境模型，建立虚拟的种植环境全景模型；

所述显示子模块用于向用户显示的观察点全景视图。

作为优选的，所述虚拟现实模块还包括采集子模块；所述采集子模块用于实时采集种植环境中各设备的状态，并通过显示子模块进行显示。