【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于植物檢測，尤其涉及一種植物綜合光譜分析方法及植物生長分析儀。
技術(shù)介紹
1、目前在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，通常需要對植物的生長情況進(jìn)行檢測分析，以得到植物生長過程的情況，如果出現(xiàn)問題可以及時發(fā)現(xiàn)。還可以對植物生長進(jìn)行深入研究，并能夠?qū)ιL過程進(jìn)行充分掌握，調(diào)整植物生長環(huán)境，養(yǎng)分等等外界因素，來保證植物健康生長。
2、比如現(xiàn)有技術(shù)中，cn202110491614.4公開了一種基于光譜分析的植物病害遙感特征提取方法，該文件包括步驟1：建立室內(nèi)光譜成像系統(tǒng)；步驟2：采集不同光譜波段的同一植物的樣品光譜圖像，建立樣品光譜圖像數(shù)據(jù)庫；步驟3：采集被測植物的光譜圖像；步驟4：將采集的被測植物的光譜圖像與樣品光譜圖像數(shù)據(jù)庫對照；步驟5：有效的分析被測植物的健康情況。該文件通過將光譜儀檢測被測植物的光譜圖像輸入到數(shù)據(jù)庫內(nèi)，與樣品光譜圖像數(shù)據(jù)庫內(nèi)對比，找出植物光譜分析的區(qū)域值，可以根據(jù)被測植物在特定的區(qū)域值時，判斷該植物是否有病害的趨勢。
3、而現(xiàn)有技術(shù)中，地面植物具有明顯的光譜反射特征，不同于土壤、水體和其他的典型地物，植被對電磁波的響應(yīng)是由其化學(xué)特征和形態(tài)學(xué)特征決定的，這種特征與植被的發(fā)育、健康狀況以及生長條件密切相關(guān)。現(xiàn)有的植物光譜儀技術(shù)無法準(zhǔn)確的使用相應(yīng)波長的檢測光來對植物進(jìn)行有效檢測，也缺乏相應(yīng)的檢測設(shè)備，而且現(xiàn)有的設(shè)備攜帶不便，功能單一，智能化水平低，不能對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時測量及分析記錄。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種便于攜帶、具有智能檢測、可以實時測量分析的
2、其中，本專利技術(shù)涉及的一種植物生長分析方法包括：
3、控制模塊獲取檢測控制指令，控制檢測模塊啟動，并基于預(yù)設(shè)檢測進(jìn)程啟動檢測模塊；
4、檢測模塊對植物進(jìn)行檢測，得到植物特征光譜圖以及植物的葉片面積；
5、控制模塊基于顯示模塊對植物特征光譜圖以及植物的葉片面積進(jìn)行顯示；
6、控制模塊還基于數(shù)據(jù)通信模塊將植物特征光譜圖以及植物的葉片面積上傳給上位機(jī)。
7、進(jìn)一步需要說明的是，對波長在640-660nm的紅光部分和波長在430-450nm的藍(lán)紫光部分進(jìn)行擬合；
8、基于波長在400-425nm范圍采集a組數(shù)據(jù)，基于波長在425-455nm范圍均勻采集b組數(shù)據(jù)，基于波長在455-635nm范圍采集c組數(shù)據(jù)，基于波長在635-665nm均勻范圍采集d組數(shù)據(jù)，基于波長在665-1000范圍采集e組數(shù)據(jù)；
9、對預(yù)設(shè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行最小二乘擬合；
10、設(shè)函數(shù)re(q)＝a0q0+a1q1+a2q2+a3q3+a4q4為擬合光譜函數(shù)，數(shù)據(jù)偏差為di表示為：
11、di(xi)＝re(xi)-yi(i＝1,2,3,.....,k)；k為采集的數(shù)據(jù)量，k＝a+b+c+d+e；
12、
13、其中令
14、對波形偏差函數(shù)f()求極值，利用擬合參數(shù)(a0,a1,a2,a3,a4)的偏導(dǎo)數(shù)并令偏導(dǎo)為零，求出函數(shù)f()的駐點；
15、
16、導(dǎo)出如下五元線性方程組(n＝5，m＝k)
17、
18、基于向量的運算法則可得：
19、
20、
21、
22、進(jìn)行整理得到標(biāo)記矩陣g
23、
24、由此表示為：
25、
26、解出方程組g就得到函數(shù)的系數(shù)a0,a1,a2,a3,a4；在選取的波長區(qū)間內(nèi)設(shè)置預(yù)設(shè)采集點，得到k個數(shù)據(jù)，通過上述擬合算法，在預(yù)設(shè)的精度范圍內(nèi)輸出擬合函數(shù)re()；在不同的波長區(qū)間采用不同的函數(shù)模型，對應(yīng)不同的葉片波長特性。
27、本專利技術(shù)還提供一種植物綜合光譜分析儀，包括：光譜分析裝置，光譜分析裝置內(nèi)部安裝有控制模塊、檢測模塊、顯示模塊、數(shù)據(jù)通信模塊以及用于給光譜分析裝置內(nèi)部模塊提供電能的供電模塊；
28、控制模塊通過與檢測模塊連接，控制檢測模塊的啟停，控制檢測模塊的檢測時長以及獲取植物特征光譜圖以及植物的葉片面積；
29、控制模塊通過與顯示模塊連接，將植物特征光譜圖以及植物的葉片面積進(jìn)行顯示；
30、控制模塊通過與數(shù)據(jù)通信模塊連接，將植物特征光譜圖以及植物的葉片面積上傳給上位機(jī)，還接收上位機(jī)發(fā)送的檢測控制指令以及檢測參數(shù)調(diào)節(jié)指令；
31、檢測模塊包括：燈光源、準(zhǔn)直鏡、光纖以及光譜儀。
32、進(jìn)一步需要說明的是，光譜分析裝置內(nèi)部設(shè)置有植物分析區(qū)域，植物分析區(qū)域上蓋設(shè)有壓合機(jī)構(gòu)，壓合機(jī)構(gòu)上設(shè)有用于檢測植物溫度的溫度傳感器和用于檢測植物濕度的濕度傳感器；溫度傳感器和濕度傳感器分別與控制模塊連接。
33、進(jìn)一步需要說明的是，光譜分析裝置內(nèi)部還設(shè)有光譜分析腔體，光譜分析腔體內(nèi)部設(shè)有檢測用光譜發(fā)生模塊；
34、光譜分析裝置上設(shè)置有工作臺，工作臺上設(shè)有滑軌卡槽，滑軌卡槽連接有驅(qū)動電機(jī)，滑軌卡槽上卡接有光譜接收模塊，驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動滑軌卡槽移動，帶動光譜接收模塊進(jìn)入光譜分析腔體，光譜發(fā)生模塊通過反射光路使縮小光斑打到光譜接收模塊，用以檢測植物病蟲害。
35、進(jìn)一步需要說明的是，光譜分析裝置內(nèi)部還設(shè)置有與檢測模塊相匹配使用的光譜反射機(jī)構(gòu)，光譜反射機(jī)構(gòu)連接有兩個齒條，兩個齒條嚙合有第一微型步進(jìn)電機(jī)，第一微型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動光譜反射機(jī)構(gòu)移動，實現(xiàn)光譜反射機(jī)構(gòu)的高度調(diào)節(jié)，改變檢測模塊的反射焦距。
36、進(jìn)一步需要說明的是，光譜分析裝置內(nèi)部害設(shè)置有光譜測試模塊，光譜測試模塊連接有第二微型步進(jìn)電機(jī)；控制模塊分別與光譜測試模塊和第二微型步進(jìn)電機(jī)連接，控制模塊通過控制第二微型步進(jìn)電機(jī)，控制光譜測試模塊移動，調(diào)整投射在光譜反射機(jī)構(gòu)上的光斑大小及反射位置，控制模塊還控制光譜測試模塊的亮滅以及亮滅時間；
37、光譜分析裝置內(nèi)部安裝有用于給控制模塊和檢測模塊進(jìn)行散熱的散熱風(fēng)扇。
38、進(jìn)一步需要說明的是，光譜分析裝置上設(shè)置有工作臺，工作臺上設(shè)置有檢測開關(guān)、電源開關(guān)、控制按鍵、網(wǎng)口、電源插口以及usb接口。
39、進(jìn)一步需要說明的是，光譜分析裝置上安裝有終端支架，終端支架設(shè)置在植物分析區(qū)域上部。
40、從以上技術(shù)方案可以看出，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點：
41、本專利技術(shù)提供的植物綜合光譜分析儀可以實現(xiàn)基于可見光及紅外光譜對植物的分析檢測。分析檢測結(jié)果直觀，無需化學(xué)藥劑，對環(huán)境污染小，操作便捷。而且，光譜數(shù)據(jù)可保持到本地及上位機(jī)；可以記錄不同時間和空間的光譜數(shù)據(jù)；利用光譜數(shù)據(jù)反演植物生理、生化及生態(tài)狀況。
42、本專利技術(shù)能夠?qū)χ参餀z測信息進(jìn)行匯總，方便檢測人員進(jìn)行查閱，有效的提升植物檢測過程效率。還能夠?qū)χ参餀z測高效率地收集、存儲，并進(jìn)行處理，可以基于植物屬性以及植物類別可以實現(xiàn)多種方式檢測，使用多維空間描述整個檢測過程。提高植物檢測的質(zhì)量和效能，從而實現(xiàn)植物檢測全過程監(jiān)督、管理和控制的及時性和科學(xué)性。
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1.一種植物生長分析方法，其特征在于，方法采用的植物綜合光譜分析儀包括：光譜分析裝置，光譜分析裝置內(nèi)部安裝有控制模塊、檢測模塊、顯示模塊、數(shù)據(jù)通信模塊以及用于給光譜分析裝置內(nèi)部模塊提供電能的供電模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物生長分析方法，其特征在于，方法還包括：
3.一種植物綜合光譜分析儀，其特征在于，植物綜合光譜分析儀用于實現(xiàn)權(quán)植物綜合光譜分析儀利要求1至2任意一項所述的植物生長分析方法；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的植物綜合光譜分析儀，其特征在于，
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的植物綜合光譜分析儀，其特征在于，
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的植物綜合光譜分析儀，其特征在于，
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的植物綜合光譜分析儀，其特征在于，
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的植物綜合光譜分析儀，其特征在于，
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的植物綜合光譜分析儀，其特征在于，
【技術(shù)特征摘要】
1.一種植物生長分析方法，其特征在于，方法采用的植物綜合光譜分析儀包括：光譜分析裝置，光譜分析裝置內(nèi)部安裝有控制模塊、檢測模塊、顯示模塊、數(shù)據(jù)通信模塊以及用于給光譜分析裝置內(nèi)部模塊提供電能的供電模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物生長分析方法，其特征在于，方法還包括：
3.一種植物綜合光譜分析儀，其特征在于，植物綜合光譜分析儀用于實現(xiàn)權(quán)植物綜合光譜分析儀利要求1至2任意一項所述的植物生長分析方法...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王相，劉嘯，段春雨，
申請(專利權(quán))人：威海精訊暢通電子科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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