[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

说明书

本发明公开一种基于机器视觉的朱砂根大棚种植浇灌方法及系统，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、工控计算机和浇灌装置；由3D相机采集朱砂根盆栽的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，对朱砂根盆栽进行浇灌。本发明能够根据缺水时其叶片发生萎蔫从而导致整个植株整体高度发生变化的原理为朱砂根盆栽进行自动浇灌，实现朱砂根盆栽的自动化水分管理维护，也能够为朱砂根盆栽提供优良的生长环境，保证其健康成长；浇灌过程省时省力，大大减少了人力成本和时间成本。

技术领域

本发明属于植物培育技术领域，特别是涉及一种基于机器视觉的朱砂根大棚种植浇灌方法及系统。

背景技术

朱砂根是一种隶属于紫金牛科紫金牛属的常绿小灌木，其种质资源丰富、分布广泛，在我国主要分布于湿润、温暖且荫蔽的长江流域以南各省区，包括四川、湖南、广西等地。朱砂根因四季常青、株形优美、绿叶红果，且观果期长，可作为室内观果、观叶盆栽植物，又因耐阴性强，可带植于荫蔽林下，也可点缀露地吸水山石园，还可运用在园林绿化的复合结构下层，是一种新型园林绿化树种。同时，朱砂根根系分布深广，对地表土壤可起到强大的固定作用，以防止地表径流对水土的冲刷，而植于木本林带或密林内林下，可构成多层结构以增加绿量。此外，朱砂根果可食，榨油可制肥皂，可增加经济效益。另外，朱砂根属于民间常用中草药，有较高的药用价值。现代临床研究表明，朱砂根提取物具有多种显著药理特性，尤其是其根部积累的大量朱砂根皂苷具有显著减少癌细胞扩散或直接杀伤癌细胞等作用，有望成为下一代抗癌新药。因此，兼具观赏与药用价值的优良多功能型园林植物朱砂根，具有多种生态与经济用途，在国家“乡村振兴”、“美丽中国”以及“公园城市”建设，以及医药行业中具有极大的开发潜力和广阔的市场应用前景。

目前朱砂根多用于盆栽观赏，在栽培过程中喜温暖、湿润、荫蔽、通风良好环境，不耐旱瘠，也不适于水湿环境，要求排水良好。在气候干燥地区，应及时浇水并喷雾，以保持较高空气湿度，尤其是夏季；在生长期、开花期肥水要求较多，冬季休眠、夏季生长缓慢时要控制肥水，以防烂根。然而，对于朱砂根盆栽的浇灌管理，传统做法基本上是以人工灌溉为主，无法保证朱砂根盆栽处于一个优良的生长环境，也常常因为浇灌不利造成生长不良、出现病态或死亡，且浇灌过程费时费力。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于机器视觉的朱砂根大棚种植浇灌方法及系统，能够根据缺水时其叶片会发生萎蔫从而导致整个植株整体高度发生变化的原理为朱砂根盆栽进行自动浇灌，实现朱砂根盆栽的自动化水分管理维护，也能够为朱砂根盆栽提供优良的生长环境，保证其健康成长；浇灌过程省时省力，大大减少了人力成本和时间成本。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于机器视觉的朱砂根大棚种植浇灌方法，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、工控计算机和浇灌装置，所述3D相机将采集的数据发送至工控计算机，由工控计算机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进行浇灌；包括步骤：

由3D相机采集朱砂根盆栽的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，对朱砂根盆栽进行浇灌。

进一步的是，所述3D相机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，无需移动相机进行移动扫描就能获取整盆朱砂根叶片样本的3D数据。

进一步的是，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工作实现植株浇灌。