[发明专利]一种基于人工智能的自动追光控制栽培系统及方法

说明书

本发明涉及农业技术领域，具体为一种基于人工智能的自动追光控制栽培系统及方法；所述系统包括栽培作物健康状态监测模块、栽培槽位置调节模块、栽培作物光照度修正模块、栽培作物光照度校准模块，所述栽培作物光照度修正模块用于分析白昼期间每个栽培作物的吸收光照度情况，并实时更新数据库中对应栽培作物的健康生长状态值；本发明能够使得栽培作物根据光照区域的变化而实时调节栽培槽的位置，从而提高空间的利用率，同时通过补光设备对白昼期间补光不达标的栽培作物进行补光操作，结合栽培作物补光不达标等级调节人工补光时长，进而实现将太阳光补光与人工补光灯补光结合使用，提高农作物产量和品质。

技术领域

本发明涉及农业技术领域，具体为一种基于人工智能的自动追光控制栽培系统及方法。

背景技术

现有的设施农业作物种植补光技术，主要分为太阳光补光和人工补光灯补光，由于农业作物在太阳光照射补光过程中受环境因素影响极大，因此会造成农业作物补光不均匀，而人工补光灯补光，一般为点光源光强与距离的平方成反比，且固定安装在顶棚上方，不能根据作物的不同生长阶段调节高度和光强强度，从而影响作物的产量和品质。

相比现有的设施农业作物种植追光补光技术，传统的自然光栽培，栽培模式大多是单层栽培，该栽培模式下，作物能最大限度的接收自然光，光照环境相对均匀，但是单层栽培模式的空间利用率低，无法达到空间的高效利用，产量低于以多层立体栽培形式进行高密度栽培的增加人工补光模式。为提高空间利用率，本发明设计一种基于人工智能的自动追光控制栽培系统及方法，用于解决太阳光与人工补光灯对农业作物的补光不均匀问题，通过实时调节栽培槽移动过程的高度提高太阳光补光效率，进而在夜间通过分析农作物光照度吸收情况，采用人工补光灯对农作物进行补光，从而将太阳光补光与人工补光灯补光结合使用，提高农作物产量和品质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于人工智能的自动追光控制栽培系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供如下技术方案：

一种基于人工智能的自动追光控制栽培方法，所述方法包括以下步骤：

S1、通过数据库查询种植大棚内栽培作物的健康生长状态，其中栽培作物的健康生长状态主要包括土壤相对湿度以及栽培作物所需光照度；

S2、结合太阳光照角度对栽培槽移动高度进行实时调节；

S3、获取白昼期间太阳光照下栽培作物的光照度情况；

S4、通过补光设备对种植大棚内光照度不达标的栽培作物进行夜间补光操作。

进一步的，所述S2中结合太阳光照角度对栽培槽移动高度进行实时调节的方法包括以下步骤：

步骤1001、通过历史数据查询栽培槽旋转最佳高度，并将所述最佳高度作为种植大棚内栽培槽的初始高度，记为H；

步骤1002、选取种植大棚中一个点作为参考点，以参考点为原点构建空间直角坐标系；

步骤1003、实时获取太阳光通过种植大棚顶部可透光区域产生的光照区域，并在空间直角坐标系中实时获取光照区域中对应的每一个坐标点，记为集合A，即将太阳光照通过种植大棚顶部可透光区域照射到种植大棚内地面所在射线与地面的夹角记为α，获取种植大棚顶部可透光区域一个边界点在空间直角坐标系中对应的位置信息，记为点J，过点J构建一条垂直于地面的线段JK，将太与地面的交点记为点K，阳光过点J照射地面所在射线与地面的交点记为点L，以点J、点K和点L构建三角形，则线段KL的长度为L_JK/tanα，所述L_JK表示线段JK的长度，同理可得，获取种植大棚顶部可透光区域所有边界点在空间直角坐标系中的位置信息，与对应太阳光过边界点产生的射线，并将产生的所有射线合并形成曲面G，曲面G与可透光区域所在平面以及地面所围成的空间区域中所有点的集合，即为光照区域；