一种基于增强现实的农业管控系统的制作方法

文档序号:11133133阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于增强现实的农业管控系统,其特征在于:所述农业管控系统应用在至少一个监控区域内,其包括具有增强现实提供系统的智能移动终端、服务器、农业信息采集装置、环境调节装置;具有增强现实提供系统的智能移动终端通过无线网络与服务器通信连接;

农业信息采集装置包括多个摄像设备和高光谱成像光谱仪、以及多组环境参数监测传感器,多个摄像设备和高光谱成像设备可以是固定设置或移动设置;

多个摄像设备和高光谱成像设备均布在所述监控区域内并覆盖整个监控区域,各摄像设备用于采集其监控区域内的当前植物生长图像,高光谱成像光谱仪用于获取植物生长期光谱参数和生长特征曲线;

每组环境参数传感器至少包括光照传感器、温度传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤蒸渗传感器以及风向、风速传感器;

服务器,其上构建有一数据库,所述数据库内预存有不同生长阶段的健康生长状态下的植物图像及植物高光谱生理参数;

服务器与农业信息采集装置进行通信,用于接收环境参数传感器的当前环境参数、各摄像设备采集的当前植物图像和高光谱仪获取的植被生长参数;

所述服务器调取所述数据库内的多个生长阶段的健康状态下的植物图像及健康植被不同发育阶段高光谱参数特征曲线,并将监控区域的当前植物图像、光谱特征曲线与多个生长阶段的健康状态下的植物图像比对,从而确定各监控区域当前生长阶段植被是否受到温度、水分、光照、病虫害这些环境因素的胁迫;

如在监控区域内植物在当前生长阶段是不健康的,则所述服务器控制监控区域内的环境调节装置工作,以调节该监控区域的当前环境参数,直至该监控区域的当前环境参数满足要求;

多个摄像设备实时跟踪当前监控区域内被监控的农作物的场景,并通过服务器传给具有增强现实提供系统的智能移动终端,智能移动终端的增强现实提供系统能计算出摄像设备相对于真实场景的位置和方向角,并结合上一步中摄影像设备的位置信息对真实场景进行分析,并生成相对应的图像虚拟信息;智能移动终端的增强现实提供系统还将真实信息与虚拟信息合并进行融合显示,最后将融合后的视频显示到智能移动终端的显示器上,进行农作物的增强现实展示;智能移动终端的显示器在对农作物进行增强现实展示的同时,还会根据服务器监测的植物的当前生长阶段以及在当前生长阶段的健康状态可实时以文字或语音的方式进行提示或播报,给出用户处理意见。

2.根据权利要求1所述的一种基于增强现实的农业管控系统,其特征在于:所述融合显示用于增强现实的农作物生长信息可视化,其具体过程为:

步骤一:动态获取农作物的图像,及植物生长阶段的高光谱参数;

步骤二:提取所述图像的边界线区域以及填充区域;

步骤三:根据所述图像与高光谱影像通过模式匹配获取所述农作物的当前生长状态信息与预测生长状态信息;

步骤四:根据所述当前生长状态信息将所述边界线区域使用第一颜色进行着色,并根据所述预测生长状态信息将所述填充区域使用第二颜色进行着色,得到着色后图像,所述着色后图像具有着色后边界区域以及着色后填充区域;

步骤五:显示所述着色后图像,即显示所述农作物的图像。

3.根据权利要求2所述的一种基于增强现实的农业管控系统,其特征在于,在步骤一中,使用卡尔曼滤波模型每隔预定的帧数获取所述农作物的图像;

步骤四还包括:根据所述当前生长状态信息与所述填充区域的颜色将所述边界线区域使用第一颜色进行着色,并根据所述预测生长状态信息与所述填充区域的颜色将所述填充区域使用第二颜色进行着色。

4.根据权利要求3所述的一种基于增强现实的农业管控系统,其特征在于,着色后边界线区域以及着色后填充区域为可交互区域,用于在接收到事件触发信号后发生触发事件。

5.根据权利要求4所述的一种基于增强现实的农业管控系统,其特征在于,所述触发事件为显示能够表征农作物的当前生长状态和/或农作物的预测生长状态的文字和/或图像信息。

6.根据权利要求5所述的一种基于增强现实的农业管控系统,其特征在于,所述触发事件为显示能够表征农作物所在地理位置的坐标信息。

7.根据权利要求6所述的一种基于增强现实的农业管控系统,其特征在于,所述着色后图像的透明度大于40%且小于等于60%。

8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的一种基于增强现实的农业管控系统,其特征在于,所述农业管控系统还包括多个无线传输节点(3)和中央传输单元(4),将多个摄像设备和多组环境参数传感器分配成多个采集节点(1),每个采集节点(1)至少包含一台摄像设备、一台高光谱成像光谱仪和一组环境参数监测传感器,用于收集一种或多种环境参数值,是基于增强现实的农业管控系统的农业环境参数数据采集终端,

所述环境调节装置包含多个调节控制节点(2),每个调节控制节点(2)包含一种或多种系统环境参数调节设备;通过多个调节控制节点(2)调整一个监控区域内的环境参数,调节控制节点(2)是基于增强现实的农业管控系统的环境参数控制终端;

多个采集节点(1)、多个调节控制节点(2)均分成N组,N为三于等于3的自然数,多个无线传输节点(3)组成一个树状网络并覆盖所述一个监控区域,一组采集节点(1)和一组调节控制节点(2)与树状网络末端的无线传输节点(3)相连,位于树状网络起始端的无线传输节点(3)均与中央传输单元(4)通信连接,中央传输单元(4)负责将收集的整个网络的数据传输给服务器(5),服务器(5)根据其数据库分析收集到的数据,根据需要将控制指令通过无线传输节点(3)发至相应的调节控制节点(2),服务器(5)与具有增强现实提供系统的智能移动终端无线通信。

9.根据权利要求8所述的一种基于增强现实的农业管控系统,其特征在于:所述采集节点(1)包括PIC24F微处理器、RS485收发器、SHT15温湿度传感器、BH1750FVI光照传感器、TGS4161二氧化碳传感器、KE-25氧气传感器、土壤水分传感器HS-102STR、LY-UMS蒸渗仪、HOBO风速风向传感器、SOC710VP便携式可见/近红外高光谱成像仪和传感器工作状态指示灯;PIC24F微处理器分别与RS485收发器、SHT15温湿度传感器、BH1750FVI光照传感器、TGS4161二氧化碳传感器、KE-25氧气传感器、土壤水分传感器HS-102STR、LY-UMS蒸渗仪、HOBO风速风向传感器、SOC710VP便携式可见/近红外高光谱成像仪、传感器工作状态指示灯相连接;

采集节点(1)的湿度测量范围为5%~80%RH,温度测量范围为-37℃~+45℃,湿度测量精度为±2.0%RH,温度测量精度±0.5℃;

所述调节控制节点(2)包括PIC24F微处理器、RS485收发器、设备状态指示灯、6N137光耦和TheGTJ3-10A固态继电器,PIC24F微处理器分别与RS485收发器、设备状态指示灯、6N137光耦相连接,6N137光耦与TheGTJ3-10A固态继电器相连接;

所述无线传输节点(3)为ZigBee无线传输节点,ZigBee无线传输节点的内部模块连接关系为:PIC24F微处理器分别与RS485收发器、CC2431微处理器变压器相连接、CC2431微处理器与天线相连接;

所述中央传输单元(4)为ZigBee无线中央传输节点,ZigBee无线中央传输节点的内部模块连接关系为:PIC24F微处理器分别与RS232收发器、CC2431微处理器相连接、CC2431微处理器与天线相连接,RS232收发器与服务器(5)相连接;

所述无线通信采用蓝牙、WiFi、GSM或CDMA实现;所述智能移动终端为智能手机、平板电脑或PDA移动终端设备。

10.根据权利要求9所述的一种基于增强现实的农业管控系统,其特征在于:

所述监控区域为温室;通过智能移动终端能查看环境调节装置所覆盖区域的各类环境参数,通过使用通过智能移动终端还可得到互联网云服务数据库提供科学的农业技术咨询和服务。

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