[发明专利]用于确定植物状态的手持设备和方法

说明书

本发明涉及一种用于确定一个或多个植物的状态的手持设备和方法。该设备包括：数字彩色相机，其布置用于获得视场内的植物的彩色图像；光源，其布置用于向视场内的植物提供宽带照明；以及处理单元，其布置用于控制相机和光源，以用于在光源利用宽带照明来照射植物时获得植物的第一图像，以及在光源不照射植物时获得植物的第二图像。

技术领域

本发明涉及用于确定植物状态(更具体地，植物的营养状态)的设备和方法。

背景技术

已知利用叶绿素含量的帮助确定植物状态，诸如植物营养状态。通常借助于光学(例如反射率或透射率)测量来确定叶绿素含量。然而，用于确定植物状态的设备可能大、复杂、不方便部署和/或昂贵。

现有技术

WO 2015077493 A1(Digimarc Corporation，2015年5月28日)公开了一种智能电话，其适于通过由电话的CMOS图像传感器捕获作为不同图像帧的不同LED光源的同步脉冲来用作成像光谱仪。特定实现采用CIE颜色匹配函数和/或它们的正交变换函数，以实现直接色度捕获。处理光谱图像以用于对象辨识、分类和各种其它应用中。具体应用包括产品(例如，果实或蔬菜)辨识。

US 9075008 B2(Kyle H.Holland，2011年3月3日)公开了一种用于处置植物的方法和系统，包括使用最后三个光谱带来测量植物的光学性质；使用光学性质在计算设备中计算至少两个差异植物指数，至少两个植物指数中的每个与一个或多个植物生长参数相关；使用至少三个光谱带在计算设备中计算根据至少两个差异植物指数的水不变叶绿素指数；以及基于水不变叶绿素指数处置植物中的一个或多个。

EP 1429594 B1(Norsk Hydro ASA，2003年4月3日)公开了一种方法，该方法用于以非接触方式确定和影响植物的状态，特别是植物的片特定或点特定施肥，其中借助于光斑或光带在利用载体穿越期间由调制的人工卤素或氙光源照射植物，植物的叶子的反射信号在可见和/或近红外光谱范围内借助于检测器而被捕获并被传递给评估和信号处理单元，以用于确定诸如生物量、叶绿素和/或水含量的生物物理参数，并且由此导出植物的营养水平的测量结果，计算机使用所述测量结果来将要被施用的肥料的适当量控制为目标变量。

发明内容

目的是要提供一种简单、易于使用、易于部署和/或便宜的系统。更一般地，目的是要提供一种用于确定植物的状态的改进系统。

根据一个方面，提供了一种特别是根据权利要求1所述的用于确定植物的状态的手持设备。手持设备提供了可以容易地在原地(例如，在场上)执行确定的优点。设备包括数字彩色相机，其布置用于获得视场内的植物的彩色图像。彩色图像包括像素，像素中的每个包括至少红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)颜色分量，一起形成一组颜色分量。设备包括光源，其布置用于至少向视场内的植物提供宽带照明。宽带照明可以例如由白色光源(诸如白色LED)提供。设备包括处理单元。处理单元布置用于控制相机和光源，以用于在光源利用宽带照明来照射植物时获得植物的第一图像。处理单元布置用于在光源不照射植物时获得植物的第二图像。处理单元布置用于针对第一颜色分量确定代表第一和第二图像中的强度值差异的第一颜色值。处理单元布置用于针对第二颜色分量确定代表第一和第二图像中的强度值差异的第二颜色值。处理单元布置用于使用第一颜色值和第二颜色值计算代表植物的状态的值。

基于第一图像(即，具有通过光源的照明)和第二图像(即，没有通过光源的照明)确定代表植物的状态的值提供了可以抑制环境光照条件的影响的优点。因此，大大增强了设备的可靠性。还能增强确定的再现性。应当理解，通常，该设备和方法可以用于确定代表对象的状态的值。