一种室内植物照明控制方法和装置

技术领域

本发明属于智能控制领域，具体涉及一种室内植物照明控制方法和装置。

背景技术

目前室内农业种植一般有两种形式，一种是直接将植物种植在花盆内，用户通过搬运花盆以保证花盆中植物的光线满足自身生长要求；另一种是将植物种植在室内固定区域(如花坛)通过LED进行补光，以保证植物生长需求中的光线能够得到满足。合理的使用LED植物灯进行补光，一方面可在有效的空间获取更高的产量，另一方面也可以缩短种植周期、提升农作物营养成分。

现今的室内农业种植，通常是采用LED灯固定照射固定方向。由于植物自身生长特性，不同生长时期的植物其需光性也不同，故而这种处理方式在实施时，需要工作人员频繁手动的调整LED灯所处电路的通断，从而实现改变LED灯群整体的照明方向和照明亮度分布的效果，进而使其契合当前植物的生长特性。这种方式费时费力，需要工作人员凭借经验识别植物自身种类，判断植物自身所处生长阶段，监视植物生长时出现的病虫害状况，以及手动调整LED灯群的照射分布，大量依赖人工，实施时很不便捷，适用性较差。

发明内容

本发明提供了一种室内植物照明控制方法和装置，用于解决现有技术中，手动调节LED灯群照射处于各个生长阶段下健康状况不同的植物时，依赖于人工调整LED灯群的照射分布和照射强度的问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种室内植物照明控制方法，包括：

根据所采集的当前图像信息，识别出对应的当前植株种类信息；

将所采集的植株状态信息，代入所述当前植株种类信息对应的植株习性规律，得到植株需光分布信息；

根据所述植株需光分布信息得到当前照明方案，执行所述当前照明方案。

有益效果：本方案在实施时，直接采集叶片的当前图像信息和整个植株的植株状态信息。根据当前植株信息通过图像对比，识别出对应该当前图像信息的当前植株种类信息，自动识别出植株的种类，免去了人工判断植株种类时容易出现植株种类判断失误的情况，也避免了由于工作人员失误使得植株对应的标签与植株自身所述的正确种类不一致，后引发的一系列灯光照射失误的问题。并且，本方案根据反应了植株自身生长状况的植株状态信息，和植株的生长规律得到植株在当前时间下的植株需光分布信息，从而点名了照明控制装置所需要达到的照明效果，进而有利于根据植株需光分布信息得到植株的当前照明方案。最终实现了自动判断植株所属种类，并根据植株自身生长状况和植株种类，灵活调节植株的照明方案，实现了植株照明控制装置的自动化、合理的自调整。

进一步，根据所采集的当前图像信息，识别出对应的当前植株种类信息，包括：

获取采集的当前图像信息；

对所述当前图像信息进行预处理；

根据预处理后的当前图像信息，采用图像识别技术，从存储模块中找到对应的当前植物种类信息。

进一步，对所述当前图像信息进行预处理，包括：

获取所述当前图像信息的灰度数据；根据所述灰度数据对所述当前图像信息进行光照补偿。

进一步，对所述当前图像信息进行预处理，包括：

筛选当前图像信息中，灰度在预定灰度范围内的连续像素点，并根据所述续像素点构成子图，使用该子图更新当前图像信息。

进一步，将所采集的植株状态信息，代入所述当前植株种类信息对应的植株习性规律，得到植株需光分布信息，包括：

根据当前植株种类信息，查找得到对应的植株习性规律；所述植株习惯性规律的因变量为植株需光分布信息，自变量包括植株生长状况和植株生长环境信息；

获取所采集的当前植株状态信息；

根据所有当前植株状态信息，得到植株生长状况；

将所述植株生长状况代入所述植株习性规律，得到植株需光分布信息。

进一步，根据所述植株需光分布信息得到当前照明方案，包括：

获取预存的LED灯群排列组合和对应的灯群灯光分布信息；

筛选出与所述植株需光分布最接近的灯群灯光分布信息，讲该灯群灯光分布信息所对应的LED灯群的排列组合作为当前照明方案。

进一步，根据所述植株需光分布信息得到当前照明方案，包括：

获取LED灯群分布信息和单个LED灯珠点亮时的光强分布信息；

根据LED灯群分布信息，采用排列组合的方式，得到对应的多种灯群点亮信息；不同灯群点亮信息中LED灯群中点亮部分的分布各不相同；

根据灯群点亮信息和当个LED灯珠点亮时的光强分布信息，计算得到对应排列组合的LED灯群的灯群灯光分布信息。

进一步，根据所有当前植株状态信息，得到植株生长状况，包括：

根据所采集的当前图像信息，识别出病虫害菌斑；

根据同一植株在预设时间段内的所有当前图像信息中病虫害菌斑的分布状况，预测出该植株的病虫害菌斑的分布系数；

根据所有当前植株状态信息，结合所述病虫害菌斑的分布系数，得到植株生长状况。

另外，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有一个或一个以上的指令，所述一个或一个以上的指令被图像处理设备内的处理器执行时实现上述任一所述的室内植物照明控制方法。

一种室内植物照明控制装置，所述装置包括：

存储器和处理器；

所述存储器中存储有至少一条程序指令；

所述处理器，通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现上述任一所述的室内植物照明控制方法

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施方式提供的一种室内植物照明控制方法流程图；

图2为本发明第二实施方式提供的一种室内植物照明控制装置的模块示意图；

图3为本发明第三实施方式提供的一种室内植物照明控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

第一实施方式：

本发明提供了一种室内植物照明控制方法，包括：根据所采集的当前图像信息，识别出对应的当前植株种类信息；将所采集的植株状态信息，代入所述当前植株种类信息对应的植株习性规律，得到植株需光分布信息；根据所述植株需光分布信息得到当前照明方案，执行所述当前照明方案。

在实施时，直接采集叶片的当前图像信息和整个植株的植株状态信息。根据当前植株信息通过图像对比，识别出对应该当前图像信息的当前植株种类信息，自动识别出植株的种类，免去了人工判断植株种类时容易出现植株种类判断失误的情况，也避免了由于工作人员失误使得植株对应的标签与植株自身所述的正确种类不一致，后引发的一系列灯光照射失误的问题。并且，本方案根据反应了植株自身生长状况的植株状态信息，和植株的生长规律得到植株在当前时间下的植株需光分布信息，从而点名了照明控制装置所需要达到的照明效果，进而有利于根据植株需光分布信息得到植株的当前照明方案。最终实现了自动判断植株所属种类，并根据植株自身生长状况和植株种类，灵活调节植株的照明方案，实现了植株照明控制装置的自动化、合理的自调整。

下面对本实施方式的一种室内植物照明控制方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须，本实施方式的具体流程如图1所示，本实施方式应用于网络侧的服务端。

步骤101，根据所采集的当前图像信息，识别出对应的当前植株种类信息。

具体而言，步骤101的实施包括了以下步骤：S1-1，获取采集的当前图像信息；S1-2，对所述当前图像信息进行预处理；S1-3，根据预处理后的当前图像信息，采用图像识别技术，从存储模块中找到对应的当前植物种类信息。

步骤S1-1中，当前图像信息为图像采集装置所采集的植株的图像信息，通常所采集到的图像信息为植株的叶片，图像采集装置可以采用红外线摄像机，或照相机等留影设备。

步骤S1-2中，对当前图片进行的预处理多种：

其一为，获取所述当前图像信息的灰度数据；根据所述灰度数据对所述当前图像信息进行光照补偿。

具体为：计算所述当前图像信息内处于中心位置的多个像素点的平均灰度值；根据第一公式计算预定参数的参数值，所述第一公式为γ＝log(Ga)-1，Ga为所述平均灰度值，γ为所述预定参数；查询所述参数值对应的光照补偿关系表，按照所述光照补偿关系表中的对应关系调整每一像素点的每一颜色通道的亮度值。该预处理方式的目的是为当前图像信息进行光照补偿，提高亮度。

其二为，筛选当前图像信息中，灰度在预定灰度范围内的连续像素点，并根据所述续像素点构成子图，使用该子图更新当前图像信息。

具体为:首先，将当前图像信息从RGB格式转换为RCbCr格式：

采用(1)公式将所述当前图像信息每一像素点的RGB数据转换成YCbCr数据，

其中，R为任一像素点的红色通道的亮度值，G为所述任一像素点的绿色通道的亮度值，B为所述任一像素点的蓝色通道的亮度值，Y为所述任一像素点的亮度分量值，Cb为所述任一像素点的蓝色色度分量值，Cr为所述任一像素点的红色色度分量值；

然后，将预定灰度范围【a，b】分开为三个预设区间，分别Y∈【a1，b1】，Cb∈【a2，b2】，Cr∈【a3，b3】.

接着，提取转换为RCbCr格式的当前图像信息中，同时能够满足的Y∈【a1，b1】，Cb∈【a2，b2】，Cr∈【a3，b3】的像素点；

随后，筛选出上述像素点中相互连接的像素点，并构成子图；

最后，使用该子图更新当前图像信息。该方法旨在，提取原当前图像信息中代表叶片部分的子图，随后进行更新，接近于现有技术中的“抠图”，降低后续根据当前图像信息中的代表叶片部分进行分析的工作量。本方案中提取的是相互连接的像素点，降低了图像拍摄时噪点的影响。

步骤102，将所采集的植株状态信息，代入所述当前植株种类信息对应的植株习性规律，得到植株需光分布信息；

具体而言，在一个示例中，步骤102的实施包括以下步骤：

S2-1，根据当前植株种类信息，查找得到对应的植株习性规律；所述植株习惯性规律的因变量为植株需光分布信息，自变量包括植株生长状况和植株生长环境信息。

存储模块中还存储了“植株种类信息-植株习性规律”格式的相关联信息，在直销植株种类信息后，从存储模块中查找即可得到植株习性规律。

S2-2，获取所采集的当前植株状态信息。

植株状态信息是由传感器来采集的，通常是在植株的预定范围内设置传感器用来衡量植株周围的环境状况，如温度、湿度、光照强度、土壤中各个微量元素的含量、植株所处位置。随后传感器将所测数据发送出来供S2-2的实施装置来接收。

S2-3，根据当前植株状态信息得到植株生长状况。

植株状态信息是植株在预设时刻所采集到的各个数值，通过对这些数值进行归纳，就可以总结出植株的生长状况，这里植株的生长状况是通过一个数据集来展示的，也可以是通过对所述的植株状态信息进行固定公式的运算得到的数值来展现(固定公式为设计人员自行设定的)。

S2-4，将所述植株生长状况代入所述植株习性规律，得到植株需光分布信息。

在另一个示例中，步骤102的实施包括以下步骤：S2-1，根据当前植株种类信息，查找得到对应的植株习性规律；所述植株习惯性规律的因变量为植株需光分布信息，自变量包括植株生长状况和植株生长环境信息。S2-2，获取所采集的当前植株状态信息。S2-3，根据所采集的当前图像信息，识别出病虫害菌斑；S2-4，根据同一植株在预设时间段内的所有当前图像信息中病虫害菌斑的分布状况，预测出该植株的病虫害菌斑的分布系数；S2-5，根据所有当前植株状态信息，结合所述病虫害菌斑的分布系数，得到植株生长状况；S2-6，将所述植株生长状况代入所述植株习性规律，得到植株需光分布信息。

步骤103，根据所述植株需光分布信息得到当前照明方案，执行所述当前照明方案。

具体而言，在一个示例中，步骤103的实施包括以下步骤：S3-1获取存储模块预存的LED灯群排列组合和对应的灯群灯光分布信息；S3-2，筛选出与所述植株需光分布最接近的灯群灯光分布信息，讲该灯群灯光分布信息所对应的LED灯群的排列组合作为当前照明方案；S3-3，执行所述当前照明方案。

在另一个示例中，步骤S103的实施包括以下步骤：S3-1，获取LED灯群中灯珠分布信息(指，各个灯珠的位置)和单个LED灯珠点亮时的光强分布信息；S3-2，根据LED灯群分布信息，采用排列组合的方式，得到对应的多种灯群点亮信息，不同灯群点亮信息中LED灯群中点亮部分的分布各不相同；S3-3，根据灯群点亮信息和当个LED灯珠点亮时的光强分布信息，计算得到对应排列组合的LED灯群的灯群灯光分布信息；S3-4，筛选出与所述植株需光分布最接近的灯群灯光分布信息，讲该灯群灯光分布信息所对应的LED灯群的排列组合作为当前照明方案；S3-5，执行所述当前照明方案。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

第二实施方式

如图2所示，本发明的第二实施方式提供一种室内植物照明控制装置，包括：

采集模块201，用于采集对应植株的当前图像信息和植株状态信息；

存储模块202，用于存储相互对应的标准图像信息和标准种类信息，相互对应的标准种类信息和植株习性规律；

预处理模块203，用于对采集模块201所采集的当前图像信息进行预处理，并讲处理后的当前图像信息发送给识别模块204；

识别模块204，用于根据预处理模块203发送的当前图像信息，从存储模块202中查找到与所述当前图像信息一致的标准图像信息所对应的标准种类信息，并讲该标准种类西悉尼作为当前植株种类信息，并将当前植株种类信息发送给查找模块205；

查找模块205，用于根据所述识别模块204所发送的当前植株种类信息，从存储模块202中查找到与所述当前植株种类信息相同的标准种类信息相对应的植株习性规律，并讲该植株习性规律发送给处理模块206；

处理模块206，用于根据采集模块201所发送的当前图像信息识别出病虫害菌斑，根据同一植株在预设时间段内的所有当前图像信息中病虫害菌斑的分布状况，预测出该植株的病虫害菌斑的分布系数；根据采集模块201所发送的植株状态信息，结合所述病虫害菌斑的分布系数，得到植株生长状况；还用于将所述植株生长状况代入查找模块205所发送的植株习性规律，得到植株需光分布信息；根据所述植株需光分布信息得到当前照明方案，并将当前照明方案发送给控制模块207；

控制模块207，用于根据处理模块207所发送的当前照明方案，控制LED灯群中各个灯珠所处电路的通断。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

第三实施方式：

本发明第三实施方式涉及一种网络侧服务端，如图3所示，包括至少一个处理器301；以及，与至少一个处理器301通信连接的存储器302；其中，存储器302存储有可被至少一个处理器301执行的指令，指令被至少一个处理器301执行，以使至少一个处理器301能够执行上述的室内植物照明控制方法。

其中，存储器302和处理器301采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器301和存储器302的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器301处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器301。

处理器301负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器302可以被用于存储处理器301在执行操作时所使用的数据。

第四实施方式：

本发明第四实施方式涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现第一实施方式中的室内植物照明控制方法。

即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。