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一种基于图像识别的植物生长监测方法及系统与流程

花匠小妙招
2024-11-12 06:24

本发明涉及智能图像监测处理，尤其涉及一种基于图像识别的植物生长监测方法及系统。

背景技术：

1、早期的植物生长监测主要依赖于人工观察和传统测量工具，这种方法受到主观性和工作量大的限制。随着计算机视觉技术的崛起，植物学家开始尝试利用数字图像记录和分析植物的生长过程。随着硬件和软件技术的不断进步，计算机视觉领域的图像识别算法也得到了快速发展。传统的图像处理技术逐渐演变为深度学习方法，特别是卷积神经网络（cnn），使得植物生长监测能够更精准地获取和分析植物的图像信息。随着对植物生长监测需求的不断增加，研究者们还在不断改进图像识别算法，以适应更复杂的环境和多样的植物种类。同时，结合传感器技术、物联网和云计算等先进技术，构建了更为智能化和集成化的植物生长监测系统。然而目前传统的基于图像识别的植物生长监测方法往往只是监测植物生长的单一阶段，同时无法很好的根据各个阶段进行监测指标的建立，导致监测的准确性和可靠性较低，并且监测系统的实时性和反馈效能较差。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种基于图像识别的植物生长监测方法及系统，以解决至少一个上述技术问题。

2、为实现上述目的，一种基于图像识别的植物生长监测方法，所述方法包括以下步骤：

3、步骤s1：种子阶段植物图像集；对种子阶段植物图像集进行最佳生长时刻确认，得到种子最佳生长时间数据；基于种子最佳生长时间数据对种子进行红外拍摄，得到种子生长红外图像集；对种子生长红外图像集进行植物发芽率评估，得到种子阶段植物发芽率评估数据；

4、步骤s2：基于种子阶段植物发芽率评估数据对幼苗阶段进行根须拍摄视角调整，得到幼苗阶段植物根须图像；对幼苗阶段植物根须图像进行植物胚轴避荫评估，得到幼苗阶段植物生长率评估数据；基于幼苗阶段植物生长率评估数据对生长阶段进行生长过程监测，得到生长阶段植物茂盛度评估数据；

5、步骤s3：基于生长阶段植物茂盛度评估数据对开花阶段进行花期时间序列分析，生成开花阶段花期持续数据；根据开花阶段花期持续数据对结果阶段进行果实图像拍摄视角调整，生成结果阶段植物结果图像；对结果阶段植物结果图像进行采收时刻预测，生成植物采摘预测时间数据；

6、步骤s4：基于植物采摘预测时间数据对=成熟阶段进行吸水裂痕分析，生成成熟阶段植物水分供给数据；基于成熟阶段植物水分供给数据对衰老阶段进行生理活性监测，生成枯萎阶段植物生理活性监测数据；基于种子阶段植物发芽率评估数据、生长阶段植物茂盛度评估数据、开花阶段花期持续数据、植物采摘预测时间数据、成熟阶段植物水分供给数据和枯萎阶段植物生理活性监测数据进行分布式过程监测，从而生成实时植物生长监测报告。

7、本发明通过获取种子阶段植物图像集，确认了最佳生长时刻，得到了种子最佳生长时间数据，为后续的监测奠定了基础。使用种子阶段植物图像集数据进行红外拍摄，获得了种子生长红外图像集，红外图像可以提供更多关于种子生长状态的信息，对这些红外图像进行植物发芽率评估，得到了种子阶段植物发芽率评估数据，通过图像数据获取了关键的生长信息，为后续阶段的监测和评估提供了重要数据支持。利用种子阶段植物发芽率评估数据，对幼苗阶段进行根须拍摄，并调整视角，得到了幼苗阶段植物根须图像，有助于深入了解植物在幼苗阶段的生长状况，尤其是根部的发育情况。通过对这些幼苗阶段植物根须图像进行植物胚轴避荫评估，可以提供有关植物在这个阶段的生长环境和条件的信息。通过这一评估，获得了幼苗阶段植物生长率评估数据，为了解植物生长的速度和健康状态提供了重要的数据支持。基于幼苗阶段植物生长率评估数据，对生长阶段进行生长过程监测，有助于跟踪植物在整个生长过程中的发展情况，从而得到生长阶段植物茂盛度评估数据。这种综合的评估可以提供全面的信息，帮助优化植物的生长条件，实现更好的生长结果。通过花期时间序列分析和果实图像拍摄，提供了对植物在开花和结果阶段的详细评估。同时，采用预测模型对采收时刻进行预测，有助于农业生产的管理和规划，最大程度地优化生产流程，提高农产品的产量和质量。基于植物采摘预测时间数据，对成熟阶段进行吸水裂痕分析，有助于了解植物在成熟阶段的水分状况，生成成熟阶段植物水分供给数据，水分供给数据对于植物的成熟和健康至关重要。基于成熟阶段植物水分供给数据，对衰老阶段进行生理活性监测，通过监测植物在衰老阶段的生理活性，可以了解植物的老化过程，生成枯萎阶段植物生理活性监测数据。将种子阶段植物发芽率评估数据、生长阶段植物茂盛度评估数据、开花阶段花期持续数据、植物采摘预测时间数据、成熟阶段植物水分供给数据和枯萎阶段植物生理活性监测数据整合，进行分布式过程监测，综合监测有助于全面了解植物的生长过程，并生成实时植物生长监测报告，报告可以为农业决策提供重要的信息，帮助农民优化种植管理和提高产量。同时实现了对植物生长全过程的细致监测和分析，为农业生产提供了全面的数据支持。因此，本发明通过多阶段的图像识别与评估手段，提高了监测的准确性和可靠性，同时提高了监测系统的实时性和反馈效能。

8、在本说明书中，提供了一种基于图像识别的植物生长监测系统，用于执行上述的基于图像识别的植物生长监测方法，该基于图像识别的植物生长监测系统包括：

9、种子阶段监测模块，用于获取种子阶段植物图像集；对种子阶段植物图像集进行最佳生长时刻确认，得到种子最佳生长时间数据；基于种子最佳生长时间数据对种子进行红外拍摄，得到种子生长红外图像集；对种子生长红外图像集进行植物发芽率评估，得到种子阶段植物发芽率评估数据；

10、生长阶段监测模块，用于基于种子阶段植物发芽率评估数据对幼苗阶段进行根须拍摄视角调整，得到幼苗阶段植物根须图像；对幼苗阶段植物根须图像进行植物胚轴避荫评估，得到幼苗阶段植物生长率评估数据；基于幼苗阶段植物生长率评估数据对生长阶段进行生长过程监测，得到生长阶段植物茂盛度评估数据；

11、开花结果阶段监测模块，用于基于生长阶段植物茂盛度评估数据对开花阶段进行花期时间序列分析，生成开花阶段花期持续数据；根据开花阶段花期持续数据对结果阶段进行果实图像拍摄视角调整，生成结果阶段植物结果图像；对结果阶段植物结果图像进行采收时刻预测，生成植物采摘预测时间数据；

12、成熟衰老监测模块，用于基于植物采摘预测时间数据对成熟阶段进行吸水裂痕分析，生成成熟阶段植物水分供给数据；基于成熟阶段植物水分供给数据对衰老阶段进行生理活性监测，生成枯萎阶段植物生理活性监测数据；基于种子阶段植物发芽率评估数据、生长阶段植物茂盛度评估数据、开花阶段花期持续数据、植物采摘预测时间数据、成熟阶段植物水分供给数据和枯萎阶段植物生理活性监测数据进行分布式过程监测，从而生成实时植物生长监测报告。

13、本发明的有益效果在于通过获取种子阶段植物图像集，有助于了解种子的外观和形态。通过确认最佳生长时刻，获得种子最佳生长时间数据，为后续操作提供时机参考。利用红外拍摄获取种子生长红外图像集，揭示种子内部的生长活动。通过植物发芽率评估，得到种子阶段植物发芽率评估数据，提供了对植物生长起始阶段的量化评估。对幼苗阶段进行根须拍摄视角调整，能够获取更详细的根系信息。通过植物胚轴避荫评估，得到幼苗阶段植物生长率评估数据，为生长阶段提供基础数据。在生长阶段进行生长过程监测，得到植物茂盛度评估数据，全面了解植物的整体生长情况。花期时间序列分析有助于了解植物开花阶段的时间分布，提供对植物生命周期的详细了解。通过果实图像拍摄和采收时刻预测，得到植物采摘预测时间数据，为农业生产提供时间管理的信息。吸水裂痕分析和生成成熟阶段植物水分供给数据有助于了解植物成熟阶段的水分状况。生理活性监测和生成枯萎阶段植物生理活性监测数据提供了关于植物衰老和枯萎的信息。分布式过程监测整合了各个阶段的数据，生成实时植物生长监测报告，为农业管理决策提供全面的信息支持。因此，本发明通过多阶段的图像识别与评估手段，提高了监测的准确性和可靠性，同时提高了监测系统的实时性和反馈效能。