CN113994197A - 用于作物的热图像分析仪 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种用于分析植物的气孔导度的热图像分析仪，其包括：热成像设备，该热成像设备被配置为捕获处于热成像设备的成像区域内的植物的至少一部分的热图像；以及处理器设备，其被配置为分析捕获的热图像并基于捕获的热图像确定植物的气孔导度。热图像分析仪还包括参照物，该参照物包括参考表面和热传感器，其中热传感器连接到参考表面并且被配置为发射代表参考表面的表面温度的传感器信号。参照物适于被定位，从而使得参考表面的至少一部分位于热成像设备的成像区域中。传感器信号被传输至处理器设备，并且处理器设备被配置为基于捕获的热图像和传感器信号来补偿气孔导度。

Description

用于作物的热图像分析仪
技术领域
本申请涉及一种用于分析气孔状态的热图像分析仪，例如分析植物的气孔导度。本申请还涉及一种在热图像分析仪中使用的参照物，一种用于分析气孔状态(例如植物的气孔导度)的方法，以及一种用于热图像分析仪的参照物的校准方法。
背景技术
在植物学中，气孔是在叶、茎和其他组织的表皮中发现的孔隙，可促进气体交换，例如CO2进入和水分蒸腾。气孔周围是一对称为保卫细胞的特化薄壁细胞，负责调节气孔开口的大小。气孔开口可以从完全打开到完全关闭不等，这对于优化操作至关重要。气孔可在几分钟内对气候条件做出反应，并在光合作用中发挥关键作用。通常，完全打开的气孔开口是种植者所需要的，因为这可以提供植物最大可能的生长速度。
温室通常适用于为温室内种植的作物创造最佳气候条件。因此，已经发展了分析气孔的方法，例如确定气孔打开和关闭(例如气孔状态)的条件。由现有技术可知，植物温度结合气候数据可用于气孔状态分析。由此，可以使用气孔状态信息来优化植物的条件。
已知的用于确定气孔状态的热图像分析仪依赖于一个或多个远程热像仪，其能够从远处确定植物的表面温度，而无需物理接触植物，从而确定气孔状态。然而，由于实际的植物温度与其在捕获的热图像中的测量值之间不一致，这些已知的热图像分析设备相对不准确。这种不准确的结果可能是植物的气孔状态估计错误，植物的浇水和/或对植物的光辐射可能太低和/或太高，从而无法确保植物的最佳生长。
在文件KR20180058293和US2018238740中，两者均不涉及植物气孔状态的确定，其中公开的方法旨在减少这种温度测量之间的不一致。根据这些方法，提供了远程非接触式温度传感器，其被配置为局部测量成像对象的温度，然后根据远程非接触式温度传感器测量的温度校正捕获的热图像。
在Mangus等(2016)的方案中，已知了一种装置，被配置为监测植物的水分胁迫。水分胁迫可能会影响植物的气孔导度，但仅凭其本身并不具有代表性，因为气孔导度可能仅受光辐射、温度和相对空气湿度的控制。因此，仅基于水分胁迫，无法确定植物的气孔状态信息，例如植物的气孔导度。
在Khorsandi等(2018)的方案中，公开了一种设备，该设备被配置为确定植物的气孔导度，并给出了给植物浇水与其气孔导度之间的关系。
在Jones等(2018)的方案中，公开了一种建立作物冠层导度的方法。尽管作物冠层导度看起来与气孔导度相似，但是来自该现有技术文献的测量技术不适用于确定气孔导度，特别是不适用于仅存在小植物的苗圃或类似场所。已知的测量技术只能实现导度的全局确定，例如整个作物冠层，但不能对单个植物进行局部测量。
然而，这些已知的校正方法不能充分减少不一致性。特别是对于植物的气孔状态的确定，可能需要小于大约1℃的准确度，因为空气和植物(例如，叶子)之间的温差也可能低于1℃。对于温室中存在的典型高空气湿度环境，情况尤其如此。
因此，本申请的目标是提供一种热图像分析仪，用于更准确地确定作物的气孔状态，或者至少提供一种替代的热图像分析仪。
发明内容
本申请提供了一种用于分析气孔状态的热图像分析仪，例如分析植物的气孔导度，包括：
热成像设备，被配置为捕获位于所述热成像设备的成像区域中的植物的至少一部分的热图像；和
处理器设备，被配置为分析所捕获的热图像并基于所捕获的热图像确定气孔状态信息，例如植物气孔导度；
其特征在于，所述热图像分析仪还包括：
参照物，其包括参考表面和热传感器，其中热传感器连接到所述参考表面并且被配置为发射代表参考表面的表面温度的温度传感器信号；
其中，参照物适于被定位，从而使得参考表面的至少一部分位于热成像设备的成像区域中，其中温度传感器信号适于传输到处理器设备，并且其中，处理器设备被配置为基于捕获的热图像和温度传感器信号来补偿所确定的气孔状态信息，例如气孔导度。
根据本申请的热图像分析仪，包括热成像设备，其被配置为捕获植物的热图像。位于热成像设备的成像区域中的植物的至少部分被成像，之后对应的热图像可以包括植物的成像部分的热信息，例如包括关于植物这些部分的表面温度的信息。
在一个实施例中，热成像设备可以体现为热像仪，其被配置为捕获具有多个像素的二维尺寸的热图像，优选地，二维尺寸足够大以在视觉上向用户显示热图像。这种热像仪的一个例子是非制冷式辐射热计相机(uncooled bolometer camera)，它可以具有几百乘几百像素的二维传感器。
根据本申请的热成像设备使得所获得热图像为二维图像。这允许建立二维温度分布，而不是仅仅进行一维(平均)点测量，例如使用用于测量温度的常规红外温度计或高温计所做的。
温度分布能够更详细地确定温度，从而也确定气孔导度。特别是在苗圃中使用时，其中有非常小的植物被土壤包围，人们无法保证点测量能够准确表示温度。因此，这种温度平均值可能在很大程度上受错误测量的土壤温度的影响，而不仅仅是受植物的影响。通过二维温度分布，温度显示得更详细，可以从整个温度分布中提取植物的温度，从而准确地确定气孔导度。
处理器设备被配置为分析热图像并且被配置为推导气孔状态信息，例如在热图像中包含的来自植物表面温度的气孔导度。处理器设备可以特别地被配置为输出气孔状态信息或者甚至可以被配置为控制气候装置，以便改变植物环境中的气候，或者控制照明系统，以改变植物的照明，从而使推导的植物气孔导度达到对植物生长而言最佳的理想气孔导度。
根据本申请，热图像分析仪包括参照物，该参照物被配置为悬挂在植物附近，由此参照物位于热成像设备的成像区域中并且可以在待被热成像设备捕获的热图像中看见该参照物。
该参照物包括参考表面，该参考表面被配置为朝向热成像设备，使得参考表面的至少一部分在待由热成像设备捕获的热图像中可见。
该参照物还包括连接到参考表面的热传感器。热传感器可以位于参考表面远离热成像设备的一侧，或者可以至少设置在参考表面的不在成像区域内的部分上，由此在待捕获的热图像中不可见。这样，可以防止温度传感器对待从参考表面捕获的热图像中的温度信息的不利影响。
热传感器被配置为测量参考表面的表面温度，优选地，用于测量参考表面朝向热成像设备的一侧的温度，或者至少可以用于测量位于热成像设备的成像区域中的一部分参考表面的温度，使得测量的温度对应于在待捕获的热图像中可见的参考表面的一部分的温度。
热传感器被配置为提供代表所测量的参考表面的表面温度的温度传感器信号。该温度传感器信号适于传输至处理器设备。
处理器设备又被配置为基于捕获的热图像和温度传感器信号，补偿所确定的气孔状态信息，例如气孔导度。因此，热图像中的测量温度可能不是准确对应于捕获的热图像中的植物的实际温度。然而，通过根据本申请的分析仪，参照物的参考表面也显示在热图像中。通过参照物的热传感器可以准确测量参考表面的表面温度，这意味着至少热图像中参考表面的实际温度是准确的。因此，热图像中的参考表面可用作确定植物气孔导度的参考。
通过处理器设备，在将参考表面的测量表面温度，如传输的温度传感器信号中提供的参考表面的测量表面温度，与其在热图像中显示的温度相比时，两个温度之间的差异可以由处理器设备确定。知道这个温差，处理器设备可以被配置为在气孔导度中包含这个温差，并且可以因此校正例如热图像中错误的气孔导度，例如热图像中植物的测量温度与植物的实际表面温度之间的差异。
此外，热成像设备成像区域中的参照物充当干叶参考表面。通常，如Mangus等人(2016)所公开的那样，这样的干叶温度只能通过根据测量的实际叶温进行猜测来确定。通常使用的估计是干叶温度比实际叶温高5℃。然而，这样的估计是相当不准确的。
通过所述热图像分析仪中的参照物，不再需要根据叶片的实际温度来估计干叶温度，而是可以使用参照物进行测量。因此，根据本申请的热图像分析仪可以准确地确定气孔导度。
相对于已知设备，根据本申请的热图像分析仪具有以下优点：可以对植物的表面温度进行更准确的测量，并因此提供关于气孔状态的更准确信息，例如，可以确定植物的气孔导度。本申请还可以提供可在整个植物上建立的气孔状态分布，而不是仅仅在植物的某些位置。此外，如上所述，该分布能够区分测量的温度、对应于植物的温度和其他周围物体(例如土壤)的温度。此外，本申请可以提供一种用于植物的热图像分析仪，其与已知设备相比相对便宜，但仍然比已知设备更准确。
作为准确确定气孔状态的结果，例如植物的气孔导度，植物的环境条件可以调整到最佳状态，以确保产品的最高生长速度和/或最佳质量。基于这种更准确的气孔导度，可以调整植物的浇水以避免水溢出和/或防止植物在过量的水中淹死。替代地或另外地，可以调节所提供的光量以防止通过产生过量光而浪费电力和/或防止植物在过量光下变干。
在热图像分析仪的实施例中，参考表面的表面特征基本上对应于植物叶子的表面特征。通过提供这些对应的表面特征，参考表面更准确地模拟植物的叶子，这可以提供，在热图像分析仪的使用期间，参照物的参考表面的表面温度与植物叶子的表面温度之间的差异进一步减少。此外，参考表面可具有可对应于植物的干叶气孔导度的人工气孔导度。
在进一步的实施例中，表面特征可以是参照物的参考表面的形状，其可以对应于植物叶子的形状。因此，参考表面的空气动力学和/或热力学行为可以更准确地对应于植物叶子的空气动力学和/或热力学行为，这可以提供如下结果：在参考表面与其环境之间发生的热对流可以准确对应于植物叶片与其环境之间发生的热对流。
在附加或替代实施例中，参考表面的表面特征是其颜色。根据该实施例，参考表面可以具有其辐射率基本上对应于植物叶子表面的辐射率的颜色。因此，至少在热图像分析仪的使用期间，由植物发射的热辐射基本上对应于由参照物的参考表面发射的热辐射，使得参考表面更准确地模仿植物的叶子，并且两者的表面温度可以对应。
在进一步的实施例中，参考表面的颜色是可见范围内的灰色，例如，波长在400nm至800nm的范围内。或者，参考表面的颜色也可以具有其他波长并且可以处于其他范围，例如红外范围。
在一个实施例中，参照物包括帽，该帽由球形壁形成，参考表面由球形壁的球形外表面形成。优选地，帽的球形壁形成半球体，其中半球体的外表面，例如凸形外表面，形成参照物的参考表面并且至少部分地面向热成像设备。半球的相对内表面，例如凹形内表面，至少部分地背离热成像设备。球形壁可以具有这样的优点，即可以在内表面附近创建边界层，该边界层可以对应于存在于植物叶子下方的边界层，使得帽的空气动力学和/或热力学行为更准确对应于植物叶片的空气动力学和/或热力学行为。
作为球形壁的替代，帽也可以具有不同的形状，优选地在帽的背离热成像设备的一侧限定为内部。
在进一步的实施例中，温度传感器是球形壁的内表面上的热电偶。优选地，当球形壁形成半球时，球形壁的凹形内表面限定帽的内部并且面向内部。热电偶可以位于半球的中心部分，抵靠球形壁的内表面进行定位。因此，热电偶与干叶参照物物理接触，因此与现有技术中已知的远程红外温度计或高温计相比，能够更详细地测量参照物的温度。
在替代或附加的实施例中，参照物的帽，其直径在20mm至100mm的范围内，例如为40mm。在实践中，申请人发现该直径范围足够小，以允许同时对参考表面和植物成像，但也发现足够大，以允许参考表面在待由热成像设备捕获的热图像中实际可见。
在替代或附加的实施例中，帽的球形壁的厚度在0.1mm至2mm的范围内。在实践中，申请人发现该厚度范围足够小，以防止屏蔽热传感器并允许热量从参照物的参考表面向温度传感器充分传输，但也被发现足够大，以防止帽变得太脆弱而无法处理，并防止被热图像分析仪和植物环境中可能的通风气流带走。
在一个实施例中，参照物包括塑料材料。例如，参照物可以包括赛璐珞塑料(celluloid plastic)。为参照物提供塑料材料，特别是将其用于参考表面，使得参考表面的表面特性，例如热辐射的辐射率，准确地对应于植物叶子的表面特性。
在一个实施例中，热图像还包括传输设备，该传输设备被配置为将温度传感器信号从热传感器传输至处理器设备。传输设备允许热传感器可以远离处理器设备定位，因为它能够在一定距离上发射温度传感器信号。传输设备可以包括用于电连接热传感器和处理器设备的有线连接。
替代地或附加地，传输设备还可以包括无线通信设备，例如包括用于无线传输温度传感器信号的发送装置和接收装置。这种无线传输可能是特别有利的，因为它不需要热传感器和处理器设备之间的物理连接。因此，参照物和/或具有热成像设备的处理器设备可以沿着多个植物移动。无线传输甚至可以允许单个处理器设备与不同参照物的多个热传感器通信，而无需它们之间的任何物理连接。
在一个实施例中，处理器设备包括具有至少在其上临时存储植物环境的微气候数据的存储器。微气候数据包括以下一项或多项：
环境的气温；和/或
环境的相对空气湿度。
微气候数据由此可以代表表示植物所处环境条件的其他测量值。特别地，微气候数据可以表示植物所在的温室中条件的测量值。
根据该实施例，基于气孔状态，例如气孔导度和微气候数据，处理器设备被配置为确定以下一项或多项：
植物的露点状态分布；
防止植物结露的最大允许空气温度下降量；
防止植物结露的最大允许空气湿度增加量；和
防止植物结露的植物表面温度的最大允许下降量。
植物的露点通常是温度和空气湿度的函数。特别地，植物的温度、环境的空气温度和环境的空气湿度都与露点有关。低于露点时，植物上可能会发生水分凝结，例如根据植物的生长状况，可能对植物的生长有利或不利。因此，结露可能导致真菌的生长，这对植物的生长不利。
根据该实施例，处理器设备可以在植物上没有结露的情况下能够确定环境的空气温度的最大允许下降量。当温度下降量保持小于这个最大允许下降量时，植物上不会发生结露。当温度下降量大于这个最大允许下降量时，植物上就会出现结露现象。类似地，处理器设备可以被配置为计算环境空气湿度的最大可能增加量以防止或允许在植物上结露，并且可以被配置为计算植物表面温度的最大可能下降量以防止或允许植物上的结露。
在一个实施例中，热图像分析仪还包括光传感器。光传感器可以安装于植物附近并且被配置为发射代表植物附近的光条件的光传感器信号。光传感器可以特别地被配置为测量存在于植物环境中的辐射量，例如包括日光和/或人造光，使得处理器设备可以被配置为确定在光的影响下参照物的行为和/或植物的叶子的行为。
在一个实施例中，热图像分析仪还包括空气温度传感器。空气温度传感器可安装在植物的环境，并被配置为发射代表环境空气温度的空气温度传感器信号。空气温度传感器可以与处理器设备连接，以便为处理器设备的存储提供关于植物环境的空气温度的更新数据。
在一个实施例中，热图像分析仪还包括空气湿度传感器。空气湿度传感器可以安装在植物的环境中，并且被配置为发射代表环境的相对空气湿度的空气湿度传感器信号。空气湿度传感器可以与处理器设备连接，以便向处理器设备提供关于植物环境中的相对空气湿度的更新数据的存储。这可能是有利的，因为植物的气孔导度不仅取决于它们叶子的温度，还取决于植物的相对空气湿度。
在进一步的实施例中，热图像分析仪被配置为基于空气湿度传感器信号补偿确定的气孔导度，以便在确定气孔导度时也考虑空气湿度。
在一个实施例中，热图像分析器还包括CO2传感器。CO2传感器可安装在植物的环境中，并且被配置为发射代表环境中空气的CO2含量的CO2传感器信号。测量的CO2含量可以被反馈到处理器设备，处理器设备可以基于测量的CO2含量被配置为通过环境中的CO2量，比较气孔状态，例如植物的气孔导度。
在比较的基础上，处理器设备可以被配置为确定CO2含量对于气孔状态(例如，气孔导度)是否是最佳的，反之亦然，并且可以被配置为控制环境的CO2含量，以便对于气孔状态(例如，气孔导度)是最佳的。
在一个实施例中，热图像分析仪还包括基质传感器，其适于与植物的基质相关联，例如适于至少部分地插入基质中。基质传感器被配置为发射代表基质参数的基质传感器信号。基质参数可以是体积含水量、电导率和/或基质温度中的一种或多种。
基质传感器信号可以被馈送到处理器设备并且可以作为计算气孔状态数据(例如，气孔导度)的基础，和/或用于控制基质的性质。例如，可以基于确定的气孔导度调整对植物的浇水。
本申请还提供了一种用于热图像分析仪的参照物，包括参考表面，该参考表面被配置为由热图像分析仪的热成像设备成像，以及连接到参考表面的热传感器，该热传感器被配置为发射代表参考表面的表面温度的温度传感器信号。参照物适于放置在植物附近，植物的气孔状态(例如，气孔导度)将被热图像分析仪分析，并且温度传感器信号适于被热图像分析仪的处理器设备用作补偿确定气孔导度的基础。
根据本申请，参照物可以悬挂在植物附近，这样参照物位于热成像设备的成像区域中，并且参照物可以在待由热成像设备捕获的热图像中可见。参照物，特别是其参考表面，被配置为朝向热成像设备，使得参考表面的至少一部分在待由热成像设备捕获的热图像中可见。
参照物的热传感器连接到参考表面。热传感器可以位于参考表面的背离热成像设备的一侧上，或者可以至少设置在参考表面的不位于热成像设备的成像区域中的部分上，并由此在待由热成像设备捕获的热图像中不可见。
热传感器被配置为测量参考表面的表面温度。优选地，热传感器可以至少被配置为测量参考表面的适于在所述热成像设备的成像区域中的部分的温度，使得测量的温度对应于在待被捕获的热图像中可能可见的参考表面的部分的温度。
热传感器被配置为提供表示所测量的参考表面的表面温度的温度传感器信号。该温度传感器信号适于传输到热图像分析仪的处理器设备。
热传感器可以是在参照物的球形壁的内表面上的热电偶。优选地，当球壁形成半球形时，球壁的凹形内表面限定为参照物的内部。热电偶可以在半球的中心部分紧靠球形壁的内表面定位。由此，热电偶与干叶参照物物理接触，因此与现有技术中已知的远程红外温度计或高温计相比，能够更详细地测量参照物的温度。
本申请还提供了一种用于照亮栽培系统中植物的照明系统，包括：
上面描述的热图像分析仪；
控制单元，连接到热图像分析仪；和
照明源，其连接到控制单元并被配置为发出用于照亮植物的光；
其中，热图像分析仪被配置为将补偿后的气孔导度传输到控制单元，并且其中，控制单元被配置为将补偿后的气孔导度与为植物预定义的最佳气孔导度进行比较，并被配置为基于该比较来控制照明源。
在根据本申请的照明系统中，控制单元被配置为根据所确定的气孔导度来控制植物的照明。照明系统还包括照明源，照明源可以具体实施为，例如发光二极管(LED)，照明源被配置为以各种不同的波长和/或以各种不同的强度发射光。
光辐射是决定植物气孔导度的因素之一，这意味着可以通过调节光照(例如：向植物发射的光辐射)来优化植物的气孔导度。
控制单元被配置为将确定的气孔导度与预定义的最佳气孔导度进行比较，其中该最佳气孔导度可以是该特定类型植物的最大可能的气孔导度，以获得水蒸气和二氧化碳通过植物叶子的孔隙的最大传导，例如在植物与其微气候(直接的周围环境)之间。
在此最佳气孔导度下，植物的环境是最佳的，从而为植物提供最佳可能的生长条件。控制单元被配置为控制照明源，以调整朝向植物的照明。通过改变光照条件，可以改善植物的生长环境，从而提高产量。
作为改善的生长条件的结果，植物的气孔导度可能朝着预定义的最佳气孔导度变化。这种变化可以由控制单元观察到，该控制单元又被配置为进一步控制照明源以保持生长条件，例如，在这个最佳水平的光辐射。
在照明系统的一个实施例中，控制单元被配置为通过控制以下一项或多项来控制照明源：
激活照明源以发出用于照亮植物的光；
当特定的预设照明持续时间已经结束时，停用照明源从而取消对植物的照明；
照明源发出的光的强度；和/或
照明源发出的光的光谱。
通过控制这些变量中的一个或多个，可以改善植物的光照条件。随着照明源的激活或停用，可以设置植物受到光照的持续时间。种植者的一般规则是植物应尽可能长时间地光照。这一规律可以被根据本申请的照明系统所证实，或者可以发现当植物不是一直受到光辐射时，植物的气孔导度保持最佳。
可以调节发射光的强度，以防止光太亮或太暗，以确保植物的最佳生长。由于发射光的强度高，特别是在开始向植物发射光时，初始气孔导度会很高，但很快就会以相对较高的速率下降。光强度过低时，气孔导度可能不会很高，但随着时间的推移可能保持基本恒定，并且只会以较低的速度下降。需要在两者之间找到最佳值，从而导致气孔导度尽可能高并且在尽可能长的时间内保持恒定。
类似地，可以调整发射光的光谱，以确保发射光的颜色是最佳的，从而使植物尽可能地生长。
在照明系统的实施例中，控制单元被配置为将补偿后的气孔导度与数学气孔导度模型中预定义最佳气孔导度进行比较。
这意味着控制单元被配置为在植物的数学模型中输入补偿后的气孔导度，作为起始点值。然后，在数学模型中，控制单元被配置为对植物的生长变量的变化进行建模。例如，控制单元可以在数学模型中为朝向植物发射的光的光谱和/或强度设置特定值。在此设定值的基础上，数学模型中植物的气孔导度可能会发生变化。控制单元又被配置为将改变的气孔导度与起始点值进行比较。当数学模型中植物的气孔导度增加时，设定的生长变量显然对数学模型中植物的气孔导度有正向影响。
控制装置的配置应注意，相应变量的设置也将对实际植物的气孔导度产生积极影响。因此，控制单元也可以控制照明源朝着类似的生长变量改变。
如果在数学模型中建模的生长变量降低了植物的气孔导度，则控制单元被配置为在数学模型中设置不同的生长变量，以查明这种变化是否会导致气孔导度增加。
本申请还提供了一种用于分析植物气孔状态(例如气孔导度)的方法。该方法包括以下步骤：
定位热成像设备，使得植物的至少一部分位于热成像设备的成像区域中；
定位参照物，使得参照物的参考表面的至少一部分位于热成像设备的成像区域中；
通过热成像设备在成像区域中捕获植物和参考表面的热图像；
通过参照物的热传感器获得代表参考表面的表面温度的温度传感器信号；
通过处理器设备确定植物的气孔状态信息，例如气孔导度，其中气孔状态信息是基于捕获的热图像确定的；以及
通过处理器设备补偿确定的气孔状态信息，例如植物的气孔导度，其中，基于捕获的热图像和温度传感器信号来补偿气孔状态信息。
根据本申请的方法可以通过根据本申请的热图像分析仪和/或通过根据本申请的参照物来执行。此外，该方法可以包括提供根据本申请的热图像分析仪的步骤和/或提供根据本申请的参照物的步骤。
首先，该方法包括定位热成像设备的步骤，使得植物至少部分地处于热成像设备的成像区域中。成像区域的位置对应于由热成像设备捕获的热图像。这意味着位于成像区域中的植物部分在待由热成像设备捕获的热图像中也是可见的。热成像设备的这种定位可以重复发生，以便每次在已捕获热图像之后重新定位热成像设备。因此，单个热成像设备可用于捕获植物的多个部分的热图像和/或多个植物的热图像。
该方法还包括定位参照物的步骤，该参照物至少部分位于热成像设备的成像区域中，或者至少在定位热成像设备之后热成像设备的成像区域将位于的区域中。因此，参照物，特别是其参考表面，在待由热成像设备捕获的热图像中是可见的。
参照物的定位可以重复发生，以允许在多个位置拍摄的多个热图像中进行补偿。当热图像分析仪包括单个参照物时，该变体可能是方便的。
可选地，特别是当热图像分析仪包括多个参照物时，该定位可以包括多个参照物的定位，其可以被配置为在定位之后保持在原位，而不在之后重新定位。
捕获步骤可以在热成像设备和参照物已经定位之后发生，使得捕获的热图像包括植物的至少一部分的热信息并且参照物在热图像中也是可见的，使得热图像还包括参照物的参考表面的至少一部分的热信息。
对于每个捕获的热图像，可以提供表示参考表面的表面温度的温度传感器信号。优选地，获得温度传感器信号与热图像的捕获同时进行，使得参考表面的测量温度和热图像都在基本相同的时刻建立并且两者随时间彼此对应。所获得的温度传感器信号可以被传输到处理器设备，例如通过无线传输设备。
处理器设备首先被配置为基于热图像确定气孔状态信息，例如气孔导度。植物的气孔状态可以基于其温度，特别是植物叶子的表面温度来确定。处理器设备可以包括存储器，其中可以存储与表面温度相关的各种植物的气孔状态信息，例如气孔导度。处理器设备可以被配置为分析植物的成像温度分布，其在所捕获的热图像中可见，并且可以被配置为基于温度分布确定相应的气孔状态信息，例如气孔导度。
由处理器设备确定的气孔状态信息完全基于捕获的热图像中的成像温度分布。申请人发现，成像温度分布并不总是准确对应于植物成像部分的实际表面温度。根据本申请的方法还包括补偿确定的气孔状态信息的步骤，例如补偿气孔导度。
气孔状态信息(例如气孔导度)的补偿，由处理器设备执行，并且基于参照物的热传感器获得的温度传感器信号和捕获的热图像来完成。在热图像中，显示参照物的参考表面，这意味着热图像还包括关于参考表面的热信息，如上所述，该热信息可能不一定对应于参考表面的实际表面温度。参照物的温度代表植物叶片的干叶温度。由于参照物在热图像中可见，干叶温度在热图像中可见，并且可以用作热图像中可见的温度分布的绝对参考。
另一方面，参考表面的表面温度已由参照物的热传感器准确测量。这意味着，尽管热图像中的温度信息不准确，但至少温度传感器信号中的参考表面的实际温度可能基本准确。因此，不需要从热图像中建立参照物的干叶温度，而是可以通过热传感器(例如其热电偶)以绝对方式测量。
处理器设备可以被配置为将所测量的参考表面的表面温度(如在传输的温度传感器信号中提供的)与参考表面的温度(例如，热图像中显示的干叶温度)进行比较。具体而言，两种温度之间的差异(例如，误差)可由处理器设备确定。在知道该温差的情况下，处理器设备可被配置为将该温差并入所确定的气孔状态信息中，例如气孔导度，并且可相应地校正所确定的气孔状态信息，例如气孔导度，以避免热图像中的错误。
例如，在确定热图像中测量的植物表面温度与植物实际表面温度之间的差异时，干叶参考表面可提供绝对温度值。
最后，可以输出补偿后的气孔状态信息，例如植物的气孔导度，以供操作员分析。替代地或附加地，补偿后的气孔状态信息，例如，气孔导度，可以馈送到气候控制器，该控制器可以配置为控制植物环境中的气候，或控制照明系统，以改变植物的照明，从而改善环境并基于补偿后的气孔状态信息(例如气孔导度)促进植物生长。
与已知方法相比，根据本申请的方法提供的优点是，可以建立关于植物温度的更准确的热信息，从而产生关于气孔状态的更准确的信息，例如，植物的气孔导度。本申请还提供了气孔状态的分布，例如，可以建立整个植物的气孔导度，而不仅仅是在植物的某些位置的气孔导度。此外，本申请可以提供一种方法，与已知方法相比，该方法可以相对便宜地执行，并且仍然比已知方法更准确。
在一个实施例中，该方法还包括通过处理器设备并基于气孔状态(例如，气孔导度)和植物环境的微气候数据来确定以下一项或多项的步骤：
植物的露点状态分布；
防止植物结露的最大允许空气温度下降量；
防止植物结露的最大允许空气湿度增加量；和
防止植物结露的植物表面温度的最大允许下降量；
植物环境的微气候数据至少临时存储在处理器设备的存储器上，并且包括以下一项或多项：
环境的气温；和/或
环境的相对空气湿度。
植物的露点通常是温度和空气湿度的函数。特别是，植物的温度、环境的空气温度和环境的空气湿度都与露点有关。低于露点，植物上可能会发生湿气凝结，例如根据植物的生长状况，对植物的生长有利或不利。
根据该方法的该实施例，处理器设备可以在植物上没有结露的情况下确定环境的空气温度的最大允许下降量。当温度下降量保持小于这个最大允许下降量时，植物上不会发生结露。当温度下降量大于该最大允许下降量时，植物上将发生结露。类似地，处理器设备可以计算环境空气湿度的最大可能增加量以防止或允许植物上出现结露，并且可以被配置为计算植物表面温度的最大可能下降量，以防止或允许植物结露。
根据该实施例，补偿后的气孔状态信息，例如气孔导度，可以被馈送到气候控制器，该控制器可以被配置为控制植物环境中的气候，或控制照明系统，以改变植物的光照，从而根据补偿后的气孔状态信息促进植物的生长。因此，气候控制器可以适于向处理器设备传输微气候数据，特别是在控制植物环境中的气候期间，以便向处理器设备提供最新的微气候信息，这可能有助于准确确定气孔状态，例如植物的气孔导度。
本申请还提供了一种控制植物微气候的方法，包括以下步骤：
如上所述的分析气孔状态(例如，植物的气孔导度)的方法；
将补偿后的气孔导度传输到照明系统的控制单元；
通过控制单元将补偿后的气孔导度与为植物预定义的最佳气孔导度进行比较；以及
基于该比较，通过控制单元控制照明系统的照明源。
通过根据本申请的控制方法，控制单元根据确定的气孔导度控制对植物的光照，以控制植物的微气候。所使用的照明源可以实施为例如发光二极管(LED)，其被配置为以各种不同的波长和/或以各种不同的强度发射光。
微气候被定义为植物离植物最小距离处的气候，例如植物周围边界层的气候。二氧化碳和水蒸气的交换发生在这个边界层，它形成了植物和植物周围环境之间的界面。通过控制该边界层中的微气候，可以改善植物的生长条件，这将导致气孔导度增加。
光辐射是决定植物气孔导度的因素之一，这意味着可以通过调节光照(例如，向植物发射的光辐射)来优化植物的气孔导度。
根据该方法，控制单元用于将确定的气孔导度与预定义的最佳气孔导度进行比较，其中该最佳气孔导度可以是该特定类型植物的最大可能的气孔导度，从而使水蒸气和二氧化碳通过植物叶子的孔隙获得最大的传导，例如在植物与其微气候(例如直接的周围环境)之间。
在此最佳气孔导度下，植物的环境是最佳的，从而为植物提供最佳可能的生长条件。控制单元控制照明源，以调节朝向植物的照明。通过改变光照条件，可以改善植物的生长环境，从而提高产量。
作为改善的生长条件的结果，植物的气孔导度可能朝着预定义的最佳气孔导度变化。这种变化可以由控制单元观察到，控制单元又被配置为进一步控制照明源(例如，在这个最佳水平的光辐射)以保持生长条件。
在该方法的一个实施例中，对照明源的控制是对以下一个或多个的控制：
激活照明源以发出用于照亮植物的光；
当特定的预设照明持续时间已经结束时，停用照明源从而取消对植物的照明；
照明源发出的光的强度；和/或
照明源发出的光的光谱。
通过控制这些变量中的一个或多个，可以改善植物的光照条件。通过激活或停用照明源，植物受到光照的持续时间可以被设置。种植者的一般规则是植物应尽可能长时间地光照。该规则可以由根据本申请的照明系统确认，或者可以发现植物的气孔导度在植物不是一直受到光辐射时保持最佳。
可以调节发射光的强度，以防止光太亮或太暗，从而确保植物的最佳生长。由于发射光的强度高，特别是在开始向植物发射光时，初始气孔导度会很高，但很快就会以相对较高的速率下降。光强度过低时，气孔导度可能不会很高，但随着时间的推移可能保持基本恒定，并且只会以较低的速度下降。需要在两者之间找到最佳值，从而导致气孔导度尽可能高并且在尽可能长的时间内保持恒定。
类似地，可以调整发射光的光谱，以确保发射光的颜色是最佳的，从而使植物尽可能地生长。
在控制的一个实施例中，控制单元的比较是基于数学的气孔导度模型进行的。
这意味着控制单元被配置为在植物的数学模型中输入补偿后的气孔导度作为起始点值。然后，在数学模型中，控制单元被配置为对植物的生长变量的变化进行建模。例如，控制单元可以在数学模型中为朝向植物发射的光的光谱和/或强度设置特定值。在此设定值的基础上，数学模型中植物的气孔导度可能会发生变化。控制单元又被配置为将改变的气孔导度与起始点值进行比较。当数学模型中植物的气孔导度增加时，设定的生长变量显然对数学模型中植物的气孔导度有正向影响。
控制单元被配置为注意相应变量的设置也将对实际植物的气孔导度产生积极影响。因此，控制单元也可以控制照明源朝着类似的增长变量变化。
如果建模的生长变量在数学模型中降低了植物的气孔导度，则控制单元被配置为在数学模型中设置不同的生长变量，以确定这种变化是否会导致气孔导度增加。
本申请还提供了一种用于校准热图像分析仪的方法。该校准方法包括以下步骤：
将热图像分析仪的参照物定位在植物附近；
通过参照物的热传感器发射表示参照物的参考表面的表面温度的温度传感器信号；
测量植物的温度；
比较温度传感器信号和植物的测量温度；以及
在热图像分析仪的处理器设备中，设置温度传感器信号的校正因子，以补偿温度传感器信号与植物的测量温度之间的差异。
校准参照物的方法可提供由参考物的热传感器发射的温度传感器信号，精确地对应于植物的实际表面温度。通过校准参照物，由处理器设备执行的气孔状态信息(例如气孔导度)的补偿可能变得更准确，从而改进气孔状态(例如植物气孔导度)的分析。
对于参照物的校准，首先，将参照物定位在植物附近的位置。这可以为参考表面提供与植物本身基本相同的环境条件，例如，空气温度和空气湿度。然后，用热传感器测量参考表面的温度，并由热传感器发出相应的温度传感器信号。优选地，同时测量植物的表面温度。该测量优选地使用经校准的接触式温度计进行，以便提供准确的测量温度。然后，在测量的植物表面温度与参考表面温度之间进行比较，参考表面温度包含在温度传感器信号中。两者之间的比较由此可以形成植物的表面温度与参照物的参考表面的温度之间的可能偏差的测量值。
最后，可以在热图像分析仪的处理器设备中设置校正因子。该校正因子可以基于植物的表面温度与参照物的参考表面的温度之间的偏差，从上述比较中可以得出。在使用热图像分析仪分析气孔状态(例如，植物气孔导度)期间，处理器设备中的校正因子可以用于校正传输的温度传感器信号，该信号代表参照物的参考表面的测量温度，从而更准确地对应于植物的实际表面温度。
附图说明
下面将参考附图中显示的实施例，解释本发明的进一步特征，其中：
图1示意性地描绘了根据本申请的热图像分析仪的实施例；
图2示意性地描绘了根据本申请的参照物的实施例；
图3a示意性地描绘了植物和参照物的热图像；
图3b示意性地描绘了气孔状态信息，例如可以通过根据本申请的方法获得的植物的气孔导度；和
图4示意性地描绘了根据本申请的照明系统的实施例。
在所有附图中，相同的附图标记用于指代相应的组件或具有相应功能的组件。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本申请的热图像分析仪的实施例，其用附图标记1表示。分析仪1被配置为分析气孔状态信息，例如植物100的气孔导度。分析仪1包括热成像设备，其被实施为热像仪10。热像仪10被配置为捕获位于热像仪10的成像区域12中的植物100的至少一部分的热图像11。
分析仪1还包括参照物20，其被实施为人造叶子。参照物20悬挂在植物100旁边。因此，至少参照物20的参考表面22位于热像仪10的成像区域12中。因此，参照物22在由热像仪10捕获的热图像11中也是可见的。
分析仪1还包括处理器设备30，其电连接到热像仪10和参照物20，例如，通过实施为电线21的传输装置。或者，处理器设备也可以无线连接到热像仪和/或参照物。
处理器设备30被配置为从热像仪10接收热图像11并且被配置为分析热图像11。在分析热图像11时，处理器设备30被配置为确定气孔状态信息，例如，植物100的气孔导度，其源自并入热图像11中的植物100的温度信息100′。
处理器设备30还被配置为从参照物20的热传感器23接收温度传感器信号。温度传感器信号代表参考表面22的表面温度，特别是参考表面22位于热像仪10的成像区域12中的部分的表面温度。
由于热像仪10的不准确，热图像11中植物100的温度信息100′可能不与植物100的实际温度准确对应。为了补偿这种不正确性，处理器设备30被配置为基于捕获的热图像11和温度传感器信号来补偿气孔状态信息，例如气孔导度。
此外，处理器设备30可以被配置为识别热图像11中的参照物20的参考表面22，并且能够将并入热图像11中的参考表面22的对应温度信息22′与包含在热传感器23发射的温度传感器信号中的参考表面22的测量温度进行比较。
处理器设备30包括存储器31，其上至少暂时存储有植物100的环境的微气候数据。微气候数据包括植物100的环境的空气温度和环境的相对空气湿度。处理器设备30还可以包括传感器设备32，用以测量微气候数据，例如植物100附近的空气温度和相对空气湿度，以便为处理器设备30提供最新的微气候信息，用于确定气孔状态，例如植物100的气孔导度。
基于气孔状态，例如气孔导度和微气候数据，处理器设备30被配置为确定植物100的露点状态分布，例如植物100上植物表面温度和/或空气温度的分布，低于该温度将在植物100上发生结露。处理器设备30还可被配置为确定最大允许空气温度下降量或植物100的表面温度的最大允许下降量，从而防止植物100上结露。此外，处理器设备30可以被配置为确定防止植物100上的结露的空气湿度的最大允许增加量。
在图2中，更详细地显示了参照物20的实施例。参照物20包括帽24。帽24由球形壁25限定。球形壁25形成半球。帽24悬挂在电线21上并且可以悬挂在植物旁边。电线21被配置为在参照物20和热图像分析器的处理器设备之间形成传输设备。
帽24的球形壁25限定了帽24的内部26。因此，球形壁25的内凹表面27面向帽24的内部26，而球形壁25的凸出的外表面形成参照物20的参考表面22。参照物20的该参考表面22适于面向热成像设备并且适于位于热成像设备的成像区域中，以便在将要捕获的热图像中可见。
热传感器23位于帽24的内部26中并连接到球形壁25，以提供由热传感器23测量的温度准确对应于参考表面22的表面温度，而无需将热传感器实际布置在参考表面上，将热传感器实际布置在参考表面可能对将要从参考表面22捕获的热图像中的温度信息产生不利影响。
参照物20的参考表面22，例如球形壁25的凸出的外表面，其表面特征基本上对应于植物100的叶子的表面特征。此外，参考表面22具有辐射率基本上对应于植物100的叶子表面的辐射率的颜色。因此，至少在热图像分析仪的使用期间，由植物100发射的热辐射基本上对应于由参照物20的参考表面22发射的热辐射，使得参考表面22更准确地模拟植物100的叶子。
参照物20的帽24的直径(D)在20mm至100mm的范围内。在图2所示的实施例中，帽24的直径(D)大约为40mm。
参照物的帽24的球形壁25的厚度(t)在0.1mm至2mm的范围内。在图2所示的实施例中，帽24的球形壁25的厚度(t)大约为0.5mm。
参照物20包括塑料材料。特别地，参照物的帽(24)的球形壁(25)包括赛璐珞塑料，该塑料已经发现其表面特征准确对应于植物100的表面特征，以便参考表面22形成植物100的叶子的准确表示。此外，参考表面的颜色在可见范围内可以是灰色，该颜色被发现其辐射率基本上对应于植物叶子的辐射率。
图3a示意性地描绘了热图像11，其中植物和参照物是可见的。该热图像11是由本申请的热图像分析仪的热成像设备拍摄的。在热图像11中，显示了用附图标记100′表示植物的热表征，并用附图标记22′表示参照物的参考表面的热表征。
根据本申请的热图像分析仪的处理器设备被配置为分析热图像11并被配置为基于热图像11确定气孔状态信息，例如气孔导度。
图3b示意性地描绘了气孔状态信息，例如植物的气孔导度，其图形表征用附图标记11"表示。气孔状态信息，例如气孔导度，以彩色等高线图11"的形式提供，气孔导度(gs)的比例范围在0.0mol m-2s-1至1.5mol m-2s-1之间。在等高线图11"中，下限用红色表示，上限用蓝色表示。
在等高线图11"中，植物的气孔导度(用附图标记100"表示)和参照物的参考表面的气孔导度(用附图标记22"表示)都被显示。
参照物20的参考表面22的表面温度从参照物20的热传感器23传输的温度传感器信号中获知。由于参考表面22准确地模拟了植物100的叶子，所以处理器设备30可以基于温度传感器信号和参考表面22的实际温度来校正热图像11中的温度信息。因此，处理器设备30能够根据热图像11和参考表面22的实际温度补偿气孔状态信息，例如，气孔导度。
图4示意性地示出了根据本申请的照明系统的实施例，其用附图标记40表示。照明系统40包括类似于上述实施例的热图像分析仪1。该热图像分析仪1被配置为分析种植在土壤101中的植物100的气孔导度。
照明系统40包括控制单元41，其连接到热图像分析仪1。热图像分析仪1被配置为将补偿后的气孔导度传输到控制单元41，之后控制单元41被配置为将补偿后的气孔导度与为植物100预定义的最佳气孔导度进行比较。
照明系统40还包括照明源43，其被配置为发射各种不同波长和/或各种不同强度的光，以照亮植物100。控制单元41被配置为根据补偿后的气孔导度与预定义的最佳气孔导度的比较来控制照明源43。
控制单元41被配置为将所确定的气孔导度与存储在控制单元41中的数学气孔导度模型42中的预定义最佳气孔导度进行比较。该最佳气孔导度可以是该特定类型植物100的最大可能的气孔导度，以获得使水蒸气和二氧化碳通过植物叶片的空隙的最大传导，例如在植物100与其微气候(例如直接的周围环境)之间。
控制单元41被配置为将补偿后的气孔导度输入植物的数学模型42中，作为起始点值。然后，在数学模型42中，控制单元41被配置为对植物的生长变量的变化进行建模。例如，控制单元41可以在数学模型42中为向植物发射的光的光谱和/或强度设置特定值。根据该设定值，数学模型42中植物的气孔导度可能会发生变化。控制单元41进而被配置为将改变的气孔导度与起始点值进行比较。当数学模型42中植物的气孔导度增加时，设定的生长变量显然对数学模型42中植物的气孔导度有积极影响。
控制单元41被配置为注意相应变量的设置也将对实际植物100的气孔导度产生积极影响。相应地，控制单元41也可以控制照明源43向类似的增长变量变化。
如果建模的生长变量降低了数学模型42中植物的气孔导度，则控制单元41被配置为在数学模型42中设置不同的生长变量，以便找出这种变化是否会导致气孔导度增加。
照明系统40的控制单元41被配置为通过控制照明源43的启动和关闭来控制照明源43，以在特定的预设照明持续时间内发射用于照亮植物100的光。此外，控制单元41可以控制照明源43改变由照明源43发射的光的强度和/或光谱。
控制单元41还用于根据来自热图像分析仪1中的传感器装置32的微气候传感器信号控制照明源43。该传感器装置32被配置为在植物100的附近测量空气温度和相对空气湿度，以便能够通过热图像分析仪1准确确定植物100的气孔导度。
类似地，照明系统40包括土壤传感器44，其被配置为测量土壤101的参数，例如水分含量和土壤温度。土壤传感器44连接到控制单元41，并且控制单元41被配置为也基于土壤传感器信号来控制照明源43。

Claims (20)

1.一种用于确定植物气孔导度的热图像分析仪，包括：
热成像设备，被配置为捕获位于所述热成像设备的成像区域中的植物的至少一部分的热图像；和
处理器设备，被配置为分析所捕获的热图像并基于所捕获的热图像确定植物的气孔导度；
其特征在于，
所述热图像分析仪还包括：
参照物，包括参考表面和热传感器，其中所述热传感器连接到所述参考表面并且被配置为发射代表所述参考表面的表面温度的温度传感器信号；
其中，所述参照物适于被定位，从而使得所述参考表面的至少一部分位于所述热成像设备的成像区域中；
其中，所述温度传感器信号适于传输到所述处理器设备；并且
其中，所述处理器设备被配置为基于所捕获的热图像和所述温度传感器信号补偿所述气孔导度。
2.根据权利要求1所述的热图像分析仪，其中，所述参考表面的表面特征基本上对应于所述植物的叶子的表面特征。
3.根据权利要求2所述的热图像分析仪，其中，所述参考表面具有颜色，所述颜色的辐射率基本上对应于所述植物的叶子表面的辐射率。
4.根据前述权利要求中任一项所述的热图像分析仪，其中所述参照物包括：
由球形壁形成的帽，并且其中，所述参考表面由所述球形壁的球形外表面形成。
5.根据权利要求4所述的热图像分析仪，其特征在于，所述温度传感器为位于所述球形壁的内表面上的热电偶。
6.根据权利要求4或5所述的热图像分析仪，其中所述帽的直径在20mm至100mm的范围内；和/或
其中，所述帽的球形壁的厚度在1mm至2mm的范围内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的热图像分析仪，其中所述参照物包括塑料材料，优选地包括赛璐珞塑料。
8.根据前述权利要求中任一项所述的热图像分析仪，还包括：
空气湿度传感器，其连接到所述处理器设备并且被配置为发射代表环境的相对空气湿度的空气湿度传感器信号。
9.根据权利要求8所述的热图像分析仪，其中，所述处理器设备进一步被配置为基于所述空气湿度传感器信号补偿所述气孔导度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的热图像分析仪，还包括：
传输设备，其被配置为向所述处理器设备发送来自所述热传感器的所述传感器信号。
11.根据前述权利要求中任一项所述的热图像分析仪，其中，所述处理器设备包括存储器，所述存储器上具有至少临时存储于其上的所述植物的环境的微气候数据；
其中，所述微气候数据包括以下一项或多项：
所述环境的空气温度；和
所述环境的相对空气湿度；且
其中，所述处理器设备基于所述气孔导度和微气候数据，被配置为确定以下一项或多项：
所述植物的露点状态分布；
防止所述植物结露的最大允许空气温度下降量；
防止所述植物结露的最大允许空气湿度增加量；和
防止所述植物结露的所述植物表面温度的最大允许下降量。
12.一种用于在栽培系统中照亮植物的照明系统，包括：
根据前述权利要求中任一项所述的热图像分析仪；
控制单元，连接到所述热图像分析仪；和
照明源，连接到所述控制单元并被配置为发射用于照亮植物的光；
其中，所述热图像分析仪被配置为将补偿后的气孔导度传输到所述控制单元；且
其中，所述控制单元被配置为将所述补偿后的气孔导度与为所述植物预定义的最佳气孔导度进行比较，并且被配置为基于所述比较来控制所述照明源。
13.根据权利要求12所述的照明系统，其中，所述控制单元被配置为通过控制以下一项或多项来控制所述照明源：
激活所述照明源以发射用于照亮所述植物的光；
当特定的预设照明持续时间已经结束时，停用所述照明源从而取消对所述植物的照明；
所述照明源发射的光的强度；和/或
所述照明源发射的光的光谱。
14.根据权利要求12或13所述的照明系统，其中，所述控制单元被配置为将所述补偿后的气孔导度与在数学气孔导度模型中预定义的最佳气孔导度进行比较。
15.一种分析植物气孔导度的方法，包括如下步骤：
定位热成像设备，使得植物的至少一部分位于所述热成像设备的成像区域中；
定位参照物，使得所述参照物的参考表面的至少一部分位于所述热成像设备的成像区域中；
通过所述热成像设备在所述成像区域中捕获所述植物和所述参考表面的热图像；
通过所述参照物的热传感器获得代表所述参考表面的表面温度的传感器信号；
通过处理器设备确定所述植物的气孔导度，其中所述气孔导度是基于所捕获的热图像确定的；以及
通过所述处理器设备补偿所确定的所述植物的气孔导度，其中，所述气孔导度是基于所捕获的热图像和所述传感器信号来补偿的。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：利用所述处理器设备并基于所述植物的气孔导度和环境微气候数据，确定以下一项或多项：
所述植物的露点状态分布；
防止所述植物结露的最大允许空气温度下降量；
防止所述植物结露的最大允许空气湿度增加量；和
防止所述植物结露的所述植物表面温度的最大允许下降量；
其中，所述植物的环境微气候数据至少临时存储在所述处理器设备的存储器上，并且包括以下一项或多项：
所述环境的气温；和
所述环境的相对空气湿度。
17.一种控制植物微气候的方法，包括：
根据权利要求15或16所述的方法；
将补偿后的气孔导度传输至照明系统的控制单元；
通过所述控制单元将补偿后的气孔导度与所述植物的预定义最佳气孔导度进行比较；以及
基于所述比较，利用所述控制单元控制所述照明系统的照明源。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，对所述照明源的控制是对以下一项或多项的控制：
激活所述照明源以发射用于照亮所述植物的光；
当特定的预定照明持续时间已经结束时，停用所述照明源从而取消对所述植物的照明；
所述照明源发射的光的强度；和/或
所述照明源发射的光的光谱。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中，通过所述控制单元的比较是基于数学气孔导度模型进行的。
20.根据权利要求1-11任一项所述的热图像分析仪的校准方法，包括以下步骤：
将所述热图像分析仪的参照物定位在邻近于植物；
通过所述参照物的热传感器发射代表所述参照物的参考表面的表面温度的传感器信号；
测量所述植物的温度；
比较所述传感器信号和所测量的植物温度；以及
在所述热图像分析仪的处理器设备中设置所述传感器信号的校正因子，以补偿所述传感器信号和所测量的植物温度之间的差异。
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