[发明专利]一种基于机器视觉的朱砂根大棚种植浇灌方法及系统

权利要求书

1.一种基于机器视觉的朱砂根大棚种植浇灌方法，其特征在于，采用基于机器视觉的朱砂根大棚种植浇灌系统包括3D相机（1）、工控计算机（2）和浇灌装置，所述3D相机（1）将采集的数据发送至工控计算机（2），由工控计算机（2）进行分析处理后控制浇灌装置工作为大棚内各个朱砂根盆栽（3）进行浇灌；包括步骤：

由3D相机（1）采集朱砂根盆栽（3）的3D数据；

根据3D数据进行分析，确定朱砂根叶片的整体平均高度；

根据多组平均高度数据进行调试，进行叶片萎蔫识别后确定朱砂根的浇灌阈值；

根据所获取的浇灌阈值确定浇灌状态，对朱砂根盆栽（3）进行浇灌；

其中，根据叶片萎蔫识别状态进行调试确定朱砂根的浇灌阈值，包括步骤：

将朱砂根一次性浇灌足够量的水；

经过12个小时后，通过固定在朱砂根植株上方中心位置且距离地面2 m距离的3D相机（1）测量整个拍摄面平均分布的10000个点到地面的距离；对这10000个点到地面距离取算数平均值，从而确定拍摄到植株几何曲面到地面水平面的平均距离H₀；

再经过24个小时后，通过固定在朱砂根植株上方中心位置且距离地面2 m距离的3D相机（1）测量整个拍摄面平均分布的10000个点到地面的距离；对这10000个点到地面距离取算数平均值，从而确定浇水后36 h的植株几何曲面到地面水平面的平均距离H₁；

再经过12个小时后，通过固定在朱砂根植株上方中心位置且距离地面2 m距离的3D相机（1）测量整个拍摄面平均分布的10000个点到地面的距离；对这10000个点到地面距离取算数平均值，从而确定浇水后48 h的植株几何曲面到地面水平面的平均距离H₂；

以12个小时为周期，调试循环依次计算至第n次平均距离，直到叶片萎蔫后，分别得到H₀、H₁、H₂、H₃……H_n，n≥2，得到平均高度差的绝对值|H_n-H₀|为朱砂根的浇灌阈值A；

为避免植物自然生长对结果的影响，完成一次浇水后，工控计算机重新计算上述H₀；

其中，根据所获取的浇灌阈值确定浇灌状态，包括步骤：

获取3D数据，对3D数据进行上述处理后，第n+1次平均距离计算，得到H_n+1，n≥2；当H_n+1-H₀≥A时，开启电磁阀（5）对植株进行浇灌。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的朱砂根大棚种植浇灌方法，其特征在于，所述3D相机（1）采用基于三角测量原理的移相法结构光技术，结构光技术投射的光能根据朱砂根的植株高度通过调整焦距来覆盖整盆朱砂根叶片，从而获取整盆朱砂根叶片样本的3D数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的朱砂根大棚种植浇灌方法，其特征在于，结合所述3D数据进行分析输出确定的朱砂根叶片的整体平均高度，根据叶片萎蔫识别状态进行调试确定朱砂根的浇灌阈值，由浇灌阈值根据叶片高度数据控制电磁阀（5）工作实现植株浇灌。

4.一种基于权利要求1-3任一项所述的基于机器视觉的朱砂根大棚种植浇灌方法的浇灌系统，其特征在于，包括3D相机（1）、工控计算机（2）和浇灌装置，所述3D相机（1）的信号端与工控计算机（2）电连接，所述工控计算机（2）与浇灌装置的电控端电连接；

所述3D相机（1）将采集的采集朱砂根盆栽（3）的3D数据发送至工控计算机（2），由工控计算机（2）根据3D数据进行分析处理后，确定朱砂根叶片的整体平均高度，根据多组平均高度数据进行调试，确定朱砂根的浇灌阈值；工控计算机（2）根据所获取的浇灌阈值确定浇灌状态，控制浇灌装置工作为各个朱砂根盆栽（3）进行浇灌。