CN108844923A - 一种基于光谱检测的人工智能农业系统的工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于光谱检测的人工智能农业系统的工作方法，农业系统包括发光模块、第一接收模块、第二接收模块、分析模块、控制模块，工作方法包括以下步骤：发光模块向农作物照射白光；第一接收模块接收农作物的反射光；第二接收模块接收农作物的透射光；分析模块根据反射光与折射光生成光谱图；分析模块根据反射光光谱图以及折射光光谱图进行光谱图中各元素的成分的分析；分析模块将主要目标元素在反射光光谱图以及透射光光谱图中的峰值强度在对应光谱图中的占比进行对比；分析模块根据对比情况判断农作物受光度；控制模块根据受光度调整农作物的朝向。
Description
技术领域
本发明涉及人工智能领域，尤其涉及一种基于光谱检测的人工智能农业系统的工作方法。
背景技术
农业机械是指在作物种植业和畜牧业生产过程中，以及农、畜产品初加工和处理过程中所使用的各种机械。农业机械包括农用动力机械、农田建设机械、土壤耕作机械、种植和施肥机械、植物保护机械、农田排灌机械、作物收获机械、农产品加工机械、畜牧业机械和农业运输机械等。广义的农业机械还包括林业机械、渔业机械和蚕桑、养蜂、食用菌类培植等农村副业机械。农业机械属于相对概念，指用于农业、畜牧业、林业和渔业所有机械的总称，农业机械属于农机具的范畴。推广使用农业机械称为农业机械化。
农作物生长过程中，向阳面与背阳面由于受到阳光照射的的不同而吸收养分情况不同，从而导致农作物生长不均匀。
发明内容
发明目的：
针对农作物生长过程中，向阳面与背阳面由于受到阳光照射的的不同而吸收养分情况不同，从而导致农作物生长不均匀的问题，本发明提供一种基于光谱检测的人工智能农业系统的工作方法。
技术方案：
一种基于光谱检测的人工智能农业系统的工作方法，所述农业系统包括发光模块、第一接收模块、第二接收模块、分析模块、控制模块，所述发光模块独立，所述第一接收模块与第二接收模块分别连接所述分析模块，所述分析模块连接所述控制模块，所述发光模块用于向农作物照射白光，所述第一接收模块用于接收农作物的反射光，所述第二接收模块用于接收农作物的透射光，所述分析模块根据所述第一接收模块接收的反射光以及第二接收模块接收的透射光进行光谱分析，所述分析模块向所述控制模块发送分析结果；
所述工作方法包括以下步骤：
S01：所述发光模块向农作物照射白光；
S02：所述第一接收模块接收所述农作物的反射光；所述第二接收模块接收所述农作物的透射光；
S03：所述分析模块根据所述反射光与所述折射光生成光谱图；
S04：所述分析模块根据所述反射光光谱图以及折射光光谱图进行光谱图中各元素的成分的分析；
S05：所述分析模块将主要目标元素在反射光光谱图以及透射光光谱图中的峰值强度在对应光谱图中的占比进行对比；
S06：所述分析模块根据所述对比情况判断农作物受光度；
S07：所述控制模块根据所述受光度调整所述农作物的朝向。
作为本发明的一种优选方式，对于步骤S05，包括以下步骤：
S15：所述分析模块计算所述反射光光谱图以及透射光光谱图中谱线下方面积；
S25：所述分析模块获取目标元素谱线波长，根据所述谱线波长划分谱线延展区域；
S35：所述分析模块计算所述延展区域的面积；
S45：所述分析模块计算所述延展区域面积占谱线下方面积的比值。
作为本发明的一种优选方式，对于步骤S05以及步骤S45，所述延展区域面积占所述谱线下方面积的比值即所述主要目标元素峰值强度分别在所述反射光光谱图以及透射光光谱图中的占比。
作为本发明的一种优选方式，对于步骤S07，所述农业系统还包括装置模块，所述装置模块连接所述控制模块，所述装置模块用于对所述农作物进行调整。
作为本发明的一种优选方式，所述装置模块还用于对土壤进行调整。
作为本发明的一种优选方式，还包括以下步骤：
S08：所述分析模块获取杂质元素谱线；
S09：所述分析模块根据所述杂质元素谱线下方面积在对应的光谱图中的占比判断土壤状况；
S10：所述控制模块根据所述土壤状况进行土壤调整。
作为本发明的一种优选方式，所述分析模块分析所述反射光光谱以及透射光光谱，根据所述光谱中当前农作物的主色调的谱线占比进行农作物生长状况判断。
作为本发明的一种优选方式，所述分析模块根据单体生长状况以及群体生长装状况判断农作物的生长周期位置。
本发明实现以下有益效果：
利用光谱对农作物受到光照的正面以及背面的进行元素光谱强度占比大小进行分析，根据分析结果判断农作物的向阳面以及背阳面，并改变植被当前面向方向，使得向阳面与背阳面替换，避免了生长不均匀的情况发生。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。
图1为系统工作示意图；
图2为实施例一示意图；
图3为系统框架图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一：
参考图为图1-3。一种基于光谱检测的人工智能农业系统的工作方法，所述农业系统包括发光模块1、第一接收模块2、第二接收模块3、分析模块4、控制模块5，所述发光模块1独立，所述第一接收模块2与第二接收模块3分别连接所述分析模块4，所述分析模块4连接所述控制模块5，所述发光模块1用于向农作物照射白光，所述第一接收模块2用于接收农作物的反射光，所述第二接收模块3用于接收农作物的透射光，所述分析模块4根据所述第一接收模块2接收的反射光以及第二接收模块3接收的透射光进行光谱分析，所述分析模块4向所述控制模块5发送分析结果；
所述工作方法包括以下步骤：
S01：所述发光模块1向农作物照射白光；
S02：所述第一接收模块2接收所述农作物的反射光；所述第二接收模块3接收所述农作物的透射光；
S03：所述分析模块4根据所述反射光与所述折射光生成光谱图；
S04：所述分析模块4根据所述反射光光谱图以及折射光光谱图进行光谱图中各元素的成分的分析；
S05：所述分析模块4将主要目标元素在反射光光谱图以及透射光光谱图中的峰值强度在对应光谱图中的占比进行对比；
S06：所述分析模块4根据所述对比情况判断农作物受光度；
S07：所述控制模块5根据所述受光度调整所述农作物的朝向。
作为本发明的一种优选方式，对于步骤S05，包括以下步骤：
S15：所述分析模块4计算所述反射光光谱图以及透射光光谱图中谱线下方面积；
S25：所述分析模块4获取目标元素谱线波长，根据所述谱线波长划分谱线延展区域；
S35：所述分析模块4计算所述延展区域的面积；
S45：所述分析模块4计算所述延展区域面积占谱线下方面积的比值。
作为本发明的一种优选方式，对于步骤S05以及步骤S45，所述延展区域面积占所述谱线下方面积的比值即所述主要目标元素峰值强度分别在所述反射光光谱图以及透射光光谱图中的占比。
作为本发明的一种优选方式，对于步骤S07，所述农业系统还包括装置模块6，所述装置模块6连接所述控制模块5，所述装置模块6用于对所述农作物进行调整。
在具体实施过程中，白光照射到植被表面时，植被的表面会对光造成三种影响，一种为将部分光线反射，一种为将部分光线投射，还有一种为将光吸收，健康的绿色植物的光谱特征为反射率高、透射率高、吸收率低，由于透射率以及反射率高，在发光模块1照射到农作物的白光经过反射以及透射后，第一接收模块2以及第二接收模块3能够接收到的反射光以及透射光强度较高，便于光谱分析。当第一接收模块2接收反射光时，第一接收模块2在短时间内生成反射光的光谱图，第二接收模块3接收透射光时，第二接收模块3在短时间内生成透射光的光谱图。分析模块4中预设有农作物中应当存在的元素的谱线，对于反射光的光谱图，分析模块4根据预设的元素谱线在光谱图中提取对应的元素谱线，同时，分析模块4根据该元素谱线对应的颜色选择该谱线周围相同颜色的谱线，并与当前谱线生成谱线延展区域，分析模块4利用微积分原理计算反射光谱线下方的位置的总面积以及延展区域的面积，并将计算延展区域面积在总面积的占比，该占比即元素占比。对于透射光的光谱图，分析模块4以相同的方式进行元素占比的计算。分析模块4将根据反射光谱线计算结果与透射光谱线计算结果进行对比，判断占比较高的为向阳面、占比较低的为背阳面，并向控制模块5发送控制指令，控制模块5旋转调整农作物的向阳面与背阳面。
实施例二：
参考图为图1、图3。针对实施例一，本发明的不同点在于：
作为本发明的一种优选方式，所述装置模块6还用于对土壤进行调整。
作为本发明的一种优选方式，还包括以下步骤：
S08：所述分析模块4获取杂质元素谱线；
S09：所述分析模块4根据所述杂质元素谱线下方面积在对应的光谱图中的占比判断土壤状况；
S10：所述控制模块5根据所述土壤状况进行土壤调整。
作为本发明的一种优选方式，所述分析模块4分析所述反射光光谱以及透射光光谱，根据所述光谱中当前农作物的主色调的谱线占比进行农作物生长状况判断。
作为本发明的一种优选方式，所述分析模块4根据单体生长状况以及群体生长装状况判断农作物的生长周期位置。
在具体实施过程中，分析模块4利用实施例一中的步骤对杂质元素谱线占比进行计算，当分析模块4判断杂质元素谱线占比高于该杂质元素标准占比时，分析模块4判断该杂质元素过量，并且判断土壤中杂质元素过量，控制模块5控制装置模块6针对元素特点进行元素净化。分析模块4对于农作物的主色调占比进行农作物生长状况判断，并对生长状况进行整合，对于生长状况进行生长周期的位置。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于光谱检测的人工智能农业系统的工作方法，其特征在于：所述农业系统包括发光模块、第一接收模块、第二接收模块、分析模块、控制模块，所述发光模块独立，所述第一接收模块与第二接收模块分别连接所述分析模块，所述分析模块连接所述控制模块，所述发光模块用于向农作物照射白光，所述第一接收模块用于接收农作物的反射光，所述第二接收模块用于接收农作物的透射光，所述分析模块根据所述第一接收模块接收的反射光以及第二接收模块接收的透射光进行光谱分析，所述分析模块向所述控制模块发送分析结果；
所述工作方法包括以下步骤：
S01：所述发光模块向农作物照射白光；
S02：所述第一接收模块接收所述农作物的反射光；所述第二接收模块接收所述农作物的透射光；
S03：所述分析模块根据所述反射光与所述折射光生成光谱图；
S04：所述分析模块根据所述反射光光谱图以及折射光光谱图进行光谱图中各元素的成分的分析；
S05：所述分析模块将主要目标元素在反射光光谱图以及透射光光谱图中的峰值强度在对应光谱图中的占比进行对比；
S06：所述分析模块根据所述对比情况判断农作物受光度；
S07：所述控制模块根据所述受光度调整所述农作物的朝向。
2.根据权利要求1所述的一种基于光谱检测的人工智能农业系统的工作方法，其特征在于：对于步骤S05，包括以下步骤：
S15：所述分析模块计算所述反射光光谱图以及透射光光谱图中谱线下方面积；
S25：所述分析模块获取目标元素谱线波长，根据所述谱线波长划分谱线延展区域；
S35：所述分析模块计算所述延展区域的面积；
S45：所述分析模块计算所述延展区域面积占谱线下方面积的比值。
3.根据权利要求2所述的一种基于光谱检测的人工智能农业系统的工作方法，其特征在于：对于步骤S05以及步骤S45，所述延展区域面积占所述谱线下方面积的比值即所述主要目标元素峰值强度分别在所述反射光光谱图以及透射光光谱图中的占比。
4.根据权利要求1所述的一种基于光谱检测的人工智能农业系统的工作方法，其特征在于：对于步骤S07，所述农业系统还包括装置模块，所述装置模块连接所述控制模块，所述装置模块用于对所述农作物进行调整。
5.根据权利要求4所述的一种基于光谱检测的人工智能农业系统的工作方法，其特征在于：所述装置模块还用于对土壤进行调整。
6.根据权利要求5所述的一种基于光谱检测的人工智能农业系统的工作方法，其特征在于：还包括以下步骤：
S08：所述分析模块获取杂质元素谱线；
S09：所述分析模块根据所述杂质元素谱线下方面积在对应的光谱图中的占比判断土壤状况；
S10：所述控制模块根据所述土壤状况进行土壤调整。
7.根据权利要求1所述的一种基于光谱检测的人工智能农业系统的工作方法，其特征在于：所述分析模块分析所述反射光光谱以及透射光光谱，根据所述光谱中当前农作物的主色调的谱线占比进行农作物生长状况判断。
8.根据权利要求7所述的一种基于光谱检测的人工智能农业系统的工作方法，其特征在于：所述分析模块根据单体生长状况以及群体生长装状况判断农作物的生长周期位置。
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| CN201810760424.6A CN108844923A (zh) | 2018-07-12 | 2018-07-12 | 一种基于光谱检测的人工智能农业系统的工作方法 |
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| CN108844923A true CN108844923A (zh) | 2018-11-20 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111076994A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-28 | 苏州易云生物科技有限公司 | 一种基于生物检测的土壤调整方法 |
-
2018
- 2018-07-12 CN CN201810760424.6A patent/CN108844923A/zh not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111076994A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-28 | 苏州易云生物科技有限公司 | 一种基于生物检测的土壤调整方法 |
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