[发明专利]一种应用智能系统培育植物的方法

权利要求书

1.一种应用智能系统培育植物的方法，其特征在于，所述的系统包括可视栽培箱、微根管根系生态监测系统、数据统计分析模块、近红外光谱成像与3D图像重建模块、自动滴灌与喷洒模块；植物栽种于可视栽培箱内的侧壁附近，通过微根管根系生态监测系统插入栽培箱内采集植物根系及其形态数据，通过近红外光谱成像与3D图像重建模块采集植物的叶片形态及色彩数据，微根管根系生态监测系统及近红外光谱成像与3D图像重建模块将采集的数据传输至数据统计分析模块，数据统计分析模块判断所需灌溉电解水水量，从而控制自动滴灌与喷洒模块启动滴灌和/或喷洒；

所述的微根管根系生态监测系统插入栽培箱内，将采集的植物根系实时画面传输至数据统计分析模块，数据统计分析模块对植物根系的显著性区域进行实时分割；继而，通过形态学算法实现已分割的显著性区域的主根长度L、总根系个数N的计算；

随后，计算已分割显著性区域的颜色丰富度E：

则当前电解水出水量应为：

其中T为当前土壤温度；当前所需电解水浓度为：

2.根据权利要求1所述的应用智能系统培育植物的方法，其特征在于，所述的近红外光谱成像与3D图像重建模块将采集的植物的叶片图像，传输至数据统计分析模块，数据统计分析模块实现叶片显著性区域的实时分割，并结合形态学算法计算出显著性区域内叶片的平均面积S，即当前代表叶片区域的平均像素点数；随后，计算当前显著性区域内叶片的颜色丰富度E’；

当E’大于阈值e^(S/T’)时，T’为当前空气温度，则认为当前植株叶片色泽异常；当检测出当前植株叶片色泽异常时，计算出当前所需电解水水量Q’以及浓度C’:

Q'＝abs(T'-15)×log₂(E'×S)，

3.根据权利要求1或2所述的应用智能系统培育植物的方法，其特征在于，所述的颜色丰富度的计算方法如下：将灰度区间分为16部分，即像素值从0至255每隔16记为一区间；将已分割对象进行灰度化，并统计其落入上述区间中的像素点的百分比P(i)，其中0i17；则颜色丰富度：

4.根据权利要求1所述的应用智能系统培育植物的方法，其特征在于，所述的数据统计分析模块采用DSP芯片。

5.根据权利要求1所述的应用智能系统培育植物的方法，其特征在于，所述的系统还包括图像显示模块，该模块用于显示植物生长状态图像、参数、及灌溉数据。

6.根据权利要求1所述的应用智能系统培育植物的方法，其特征在于，所述的电解水为：有效氯浓度为5-20ppm，pH5.5-6.5的微酸性电解水或pH7.5-9.0的弱碱性电解水。

7.根据权利要求1所述的应用智能系统培育植物的方法，其特征在于，所述的可视培养箱材质为透明PP塑料。

8.根据权利要求1所述的应用智能系统培育植物的方法，其特征在于，所述的微根管根系生态监测系统插入可视培养箱，与地面成角45°-65°。