專利名稱：葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)、設(shè)備、方法和程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于測量葉面積指數(shù)的葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)、葉面積指數(shù)測量設(shè)備、葉面積指數(shù)測量方法和葉面積指數(shù)測量程序。
背景技術(shù)：
葉面積指數(shù)(下文表示為“LAI ” )表示例如耕地或森林中植物種群的每單位面積內(nèi)沿一個方向(例如，垂直方向)交疊的葉片的總面積。LAI用作了解植物生長或耕種狀態(tài)的一種指數(shù)。作為LAI測量方法，提出了一種使用照度計間接測量LAI的方法作為示例。在該方法中，例如，測量植物種群中上方和下方的照度，并且基于測量的照度來估計LAI。作為與上述相關(guān)的技術(shù)，例如，在專利文獻(xiàn)(PTL) I中描述了 LAI間接測量方法。在PTLl中描述的方法中，間接測量系統(tǒng)使用廣角鏡頭和電子成像元件捕獲針對近紅外光和紅光中的每一種的預(yù)定面積的圖像。接著，間接測量系統(tǒng)獲得通過劃分預(yù)定面積而形成的每個細(xì)分面積中針對近紅外光和紅光中的每一種的亮度值。然后，間接測量系統(tǒng)計算每個細(xì)分面積的近紅外光和紅光的亮度值比，基于亮度值比來估計太陽輻射的相對量，并且根據(jù)太陽輻射的相對量計算LAI。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)PTLl:日本專利申請?zhí)亻_ N0.2007-171033?！?br>
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題然而，在使用照度計間接測量LAI的情況下，需要昂貴的照度計，并且還需要在移動照度計的同時多次執(zhí)行測量，以便確定種群結(jié)構(gòu)中多個位置中的每一位置的LAI。因此，需要大量勞動和成本。PTLl中描述的方法通過在間接測量系統(tǒng)中使用電子成像元件來代替照度計，實現(xiàn)了一定程度的成本減小。然而，由于使用日光，因此不能自由地控制來自光源的光的輻射方向，限制了測量太陽輻射的相對量的方向。因此，PTLl中描述的方法限制了能夠測量LAI的位置或方向。鑒于上述，本發(fā)明的目的在于提供葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)、葉面積指數(shù)測量設(shè)備、葉面積指數(shù)測量方法和葉面積指數(shù)測量程序，能夠以低成本容易地自動測量葉面積指數(shù)，而不限制測量位置或方向。解決問題的手段根據(jù)本發(fā)明的葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)包括:成像裝置，用于捕獲測量目標(biāo)植物的圖像，并且輸出捕獲到的圖像；光源，置于測量目標(biāo)植物與成像裝置相對的一側(cè)上，或者置于測量目標(biāo)植物的位置處；強度計算裝置，基于從成像裝置輸出的捕獲到的圖像來計算光源發(fā)光時的光強度；以及葉面積指數(shù)計算裝置，基于強度計算裝置計算的光強度計算葉面積指數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的葉面積指數(shù)測量設(shè)備是一種葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)中用于測量葉面積指數(shù)的葉面積指數(shù)測量設(shè)備，葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)包括:成像裝置，用于捕獲測量目標(biāo)植物的圖像，并且輸出捕獲到的圖像；光源，置于測量目標(biāo)植物的與成像裝置相對的一側(cè)上，或者置于測量目標(biāo)植物的位置處，葉面積指數(shù)測量設(shè)備包括:強度計算裝置，基于從成像裝置輸出的捕獲到的圖像計算光源發(fā)光時的光強度；以及葉面積指數(shù)計算裝置，基于強度計算裝置計算的光強度計算葉面積指數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的葉面積指數(shù)測量方法包括:提供成像裝置，所述成像裝置用于捕獲測量目標(biāo)植物的圖像，并且輸出捕獲到的圖像；提供光源，光源置于測量目標(biāo)植物的與成像裝置相對的一側(cè)上，或者置于測量目標(biāo)植物的位置處；基于從成像裝置輸出的捕獲到的圖像計算光源發(fā)光時的光強度；并且基于計算的光強度計算葉面積指數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的葉面積指數(shù)測量程序是葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)中用于測量葉面積指數(shù)的葉面積指數(shù)測量程序，葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)包括:成像裝置，用于捕獲測量目標(biāo)植物的圖像，并且輸出捕獲到的圖像；光源，置于測量目標(biāo)植物的與成像裝置相對的一側(cè)上，或者置于測量目標(biāo)植物的位置處，葉面積指數(shù)測量程序使計算機執(zhí)行:強度計算過程，基于從成像裝置輸出的捕獲到的圖像計算光源發(fā)光時的光強度；以及葉面積指數(shù)計算過程，基于計算的光強度計算葉面積指數(shù)。本發(fā)明的有利效果根據(jù)本發(fā)明，能夠以低成本容易地自動測量葉面積指數(shù)，而不限制測量位置或方向。


圖1是從植物 種群正面看根據(jù)本發(fā)明使用LAI測量系統(tǒng)的測量系統(tǒng)的正視圖。圖2是示出了 LAI測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示例的框圖。圖3是示出了使用LAI測量系統(tǒng)測量LAI的操作示例的流程圖。圖4是示出了 LAI測量系統(tǒng)的最小結(jié)構(gòu)的示例的框圖。圖5是示出了將EV值變換為LAI的表的示例的示例圖。
具體實施例方式以下參照附圖描述本發(fā)明的實施例。圖1是從植物種群正面看根據(jù)本發(fā)明的使用LAI測量系統(tǒng)(葉面積指數(shù)測量系統(tǒng))的測量系統(tǒng)的正視圖。在該示例實施例中，假定植物種群30是按行布置農(nóng)作物的植物的植物群，如圖1所示。盡管圖1示出了沿著植物種群30的截面看的截面圖，植物種群30是沿著深度方向(如圖1中所見，從植物種群30的正面到背面的方向，下文中也被稱作“縱方向”)按行布置植物的植物群。如圖1所示，在本示例實施例中，也使用諸如“垂直方向”和“水平方向”等表述?！按怪狈较颉北硎九c地面垂直的方向，“水平方向”表示與地面水平的方向，如圖1所示。盡管本示例實施例作為示例描述了將LAI測量系統(tǒng)應(yīng)用于對耕地(例如田地或塑料溫室)中農(nóng)作物(例如，西紅柿、黃瓜)植物種群的LAI的測量，但是本發(fā)明不限于本示例實施例中的示例。LAI測量系統(tǒng)例如可以應(yīng)用于對森林中樹叢的LAI的測量。如圖1中所示，在本示例實施例中，在植物種群30中布置多個光源10，并且在植物種群30之上放置用于捕獲植物種群30的圖像的攝像機20。具體地，光源10分別由能夠產(chǎn)生預(yù)定波長的光的燈或LED來實現(xiàn)。盡管在圖1中示出的示例中，布置了 8個光源10(如圖1所示，每個植物種群30沿垂直方向布置四個光源10)，但是能夠布置的光源10的個數(shù)不限于本示例實施例中的示例。例如，可以布置十個或更多個光源10 (可以每植物種群30沿垂直方向布置五個或更多個光源10)。攝像機20具體由能夠捕獲單色圖像或彩色圖像的成像設(shè)備(例如，數(shù)字?jǐn)z像機)來實現(xiàn)。攝像機20不限于捕獲靜止圖像的攝像機，并且例如可以由能夠捕獲運動圖像的視頻攝像機來實現(xiàn)，只要其能夠捕獲彩色圖像。如圖1所示，攝像機20具有以下功能:能夠捕獲沿植物種群30的方向的圖像并且向下述LAI測量設(shè)備40 (圖1中未示出)輸出捕獲到的圖像。在本示例實施例中，將攝像機20放置在植物種群30的上方，以測量沿垂直方向的LAI，如圖1所示，在沿垂直方向看時識別植物種群30中葉片的交疊狀態(tài)。盡管圖1中示出了放置一個攝像機20的示例，但是放置的攝像機20的個數(shù)不限于本示例實施例中 的示例。例如，可以放置兩個或更多個攝像機20。即，放置至少一個攝像機20，以能夠捕獲沿植物種群30的方向的圖像。在本示例實施例中，攝像機可以實質(zhì)上直接置于植物種群30的上方，以便測量沿垂直方向的LAI,如圖1所示。然而,攝像機20的位置不限于本示例實施例中的示例。攝像機20可以沿對角線置于植物種群30之上，只要攝像機20在使得能夠測量沿垂直方向的LAI的位置處。在按照上述方式放置攝像機20的情況下，每個光源10可以不置于植物種群30中，而是置于在植物種群30的與攝像機20相對一側(cè)上的位置處，并且與植物種群30略微偏移(即，置于其中植物種群30夾在每個光源10和攝像機20之間的位置關(guān)系中)。放置被實現(xiàn)為，使得確保每個光源10和攝像機20之間的高度差，從而實現(xiàn)對垂直方向上的LAI的測量。盡管圖1中示出了在植物種群30的一個位置中沿垂直方向布置四個光源10來執(zhí)行測量的情況，但是可以沿著植物種群30的縱方向以預(yù)定間隔(例如，50cm間隔)同樣放置沿著垂直方向的四個光源10的陣列(即當(dāng)從縱向側(cè)面看時以網(wǎng)格布置反射器)來執(zhí)行測量。這實現(xiàn)了 LAI測量系統(tǒng)，以同樣測量沿著植物種群30的縱方向的LAI分布。此外，攝像機20可以放置為捕獲沿水平方向的植物種群30的圖像，以便不測量沿垂直方向的LAI，而是測量沿水平方向的LAI。在這種情況下，取代將多個光源10放置在植物種群30中，可以將光源10放置在植物種群30的一側(cè)上，其中攝像機20置于植物種群30與光源10相對的一側(cè)上，因此被夾在植物種群30中間。圖2是示出了 LAI測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示例的框圖。如圖2所示，除了圖1所示捕獲光源10的圖像的攝像機20以外，LAI測量系統(tǒng)還包括LAI測量設(shè)備40。如圖2所示，從攝像機20向LAI測量設(shè)備40輸出捕獲到的圖像。LAI測量設(shè)備40具體由根據(jù)程序操作的信息處理設(shè)備(例如，個人計算機)來實現(xiàn)。如圖2所示，LAI測量設(shè)備40包括圖像分析裝置41、數(shù)據(jù)庫42、LAI計算裝置43和LAI輸出裝置44。圖像分析裝置41具體由根據(jù)程序操作的信息處理設(shè)備的CPU來實現(xiàn)。圖像分析裝置41具有計算從攝像機20接收到的捕獲圖像的亮度值的功能。這里，圖像分析裝置41可以計算從攝像機20接收到的整個捕獲圖像的亮度值，或者從接收自攝像機20的整個捕獲圖像中提取部分圖像，并且計算提取的部分圖像的亮度值。例如，圖像分析裝置41在捕獲到的圖像中指定其中示出了發(fā)光的光源10的一部分，并且計算提取的部分圖像的亮度值。在本示例實施例中，使光源10按順序發(fā)光，并且圖像分析裝置41計算從植物種群30中泄露的光強度(例如，亮度或照度)。圖像分析裝置41還具有將計算的亮度值變換為照度的功能。在本示例實施例中，圖像分析裝置41通過從下述數(shù)據(jù)庫42中存儲的照度變換表中提取與圖像分析裝置41計算的亮度值相對應(yīng)的照度來計算照度。數(shù)據(jù)庫42具體由諸如磁盤設(shè)備或光盤設(shè)備等存儲設(shè)備來實現(xiàn)。在本示例實施例中，數(shù)據(jù)庫42存儲用于將亮度值變換為照度的照度變換表。具體地，數(shù)據(jù)庫42中存儲的照度變換表包括彼此相關(guān)聯(lián)的亮度值和照度。例如，在作為樣本的若干條件下，通過設(shè)置通常使用的照度計而測量的照度以及從捕獲到的圖像獲得的亮度值來預(yù)先創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫42中存儲的照度變換表。數(shù)據(jù)庫42還存儲用于將照度變換為LAI的LAI變換表。具體地，數(shù)據(jù)庫42中存儲的LAI變換表包括彼此相關(guān)聯(lián)的照度和LAI。例如，在作為樣本的若干條件下，通過設(shè)置通常使用的照度計而測量的照度以及同時計算的LAI來預(yù)先創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫42中存儲的LAI
變換表。LAI計算裝置43具體由根據(jù)程序操作的信息處理設(shè)備的CPU來實現(xiàn)。LAI計算裝置43具有基于圖像分析 裝置41計算的照度來計算LAI。具體地，LAI計算裝置43通過從數(shù)據(jù)庫42中存儲的LAI變換表中提取與圖像分析裝置41計算的照度差值相對應(yīng)的LAI來計算LAI。計算葉面積指數(shù)的方法不限于上述方法。作為示例，采用以下方法來計算葉面積指數(shù)。例如，使一個或更多個光源發(fā)光，并且自動設(shè)置光圈值和快門速度的圖像傳感器(例如，攝像機20)捕獲圖像。然后，LAI計算裝置43使用預(yù)先創(chuàng)建的表，根據(jù)使用設(shè)置的光圈至和快門速度而確定的曝光值(EV值)，來計算葉面積指數(shù)。以下描述計算EV值的方法示例。根據(jù)以下方程使用Av值和Tv值的和Av+Tv來確定EV值，Av值和Tv值是根據(jù)光圈值N和快門速度t分別計算的。AV = 1g2N2 = 21og2N 方程(I)TV = log2l/t = -log2t 方程(2)以下描述創(chuàng)建用于將EV值變換為LAI的表的方法示例。首先，收集本申請方法所測量的EV值和相同狀態(tài)下使用傳統(tǒng)方法測量和計算的LAI的大量成對值。接著使用收集的EV值和LAI，通過計算每個特定EV值區(qū)間(A⑴至A(i+1)，其中i = 1，...，N)的LAI均值(L(i)，其中i = 1，...，N))來創(chuàng)建表，如圖5中的表所示。這里，向A(I)至A(N+1)和L(I)至L(N)分配實際數(shù)字。LAI輸出裝置44具體由根據(jù)程序操作的信息處理設(shè)備的CPU和諸如顯示器等顯示設(shè)備來實現(xiàn)。LAI輸出裝置44具有輸出LAI計算裝置43計算的LAI的功能。例如，LAI輸出裝置44在諸如顯示器等顯示設(shè)備上顯示LAI計算裝置43計算的LAI。輸出LAI的方法不限于本示例實施例中示出的方法。作為示例，LAI輸出裝置44可以輸出包括LAI計算裝置43計算的LAI在內(nèi)的文件。作為另一示例，LAI輸出裝置44可以經(jīng)由諸如LAN的網(wǎng)絡(luò)向另一終端發(fā)送由LAI計算裝置43計算的LAI。在本示例實施例中，LAI測量設(shè)備40的存儲設(shè)備存儲用于測量LAI的各種程序。例如，LAI測量設(shè)備40的存儲設(shè)備存儲用于使計算機執(zhí)行以下過程的LAI (葉面積指數(shù))測量程序:基于從成像裝置輸出的捕獲圖像，計算光源10發(fā)光時的光強度；以及基于計算的光強度計算葉面積指數(shù)。
以下描述了 LAI測量系統(tǒng)的操作。圖3是示出了使用LAI測量系統(tǒng)測量LAI的操作示例的流程圖。在本示例實施例中，在如圖1所示在植物種群30中布置多個光源10的狀態(tài)下開始測量，并且在使光源10按順序發(fā)光的同時重復(fù)執(zhí)行測量。在本示例實施例中，作為示例，在使位于沿著垂直方向布置四個光源10的頂部處的光源10首先發(fā)光并然后使下方光源10逐一發(fā)光時,執(zhí)行測量。注意,使光源10發(fā)光的順序不限于本不例實施例中的示例。例如，可以按照增加高度的順序使光源10發(fā)光。此外，在本示例實施例中，可以在夜間環(huán)境或日光進(jìn)不來的環(huán)境中執(zhí)行測量。例如，在斜上方放置攝像機20使得甚至在使所有光源10同時發(fā)光時也能夠在捕獲到的圖像中單獨指定每個光源10的位置的情況下，可以在使所有光源10同時發(fā)光的同時測量LAI。首先，使多個光源10中的任一個發(fā)光(步驟S10)。攝像機20在光源10發(fā)光的狀態(tài)下捕獲沿著植物種群30的方向的圖像(步驟Sll)。LAI測量設(shè)備40從攝像機20接收捕獲到的圖像。接著，LAI測量設(shè)備40計算從攝像機20接收到的捕獲圖像的亮度值(步驟S12)。LAI測量設(shè)備40將計算的亮度值變換為照度。在本示例實施例中，LAI測量設(shè)備40從數(shù)據(jù)庫42中存儲的照度變換表中提取與計算的亮度值相對應(yīng)的照度。然后，LAI測量設(shè)備40基于步驟S12中獲得的照度，計算放置了發(fā)光的光源10的位置的LAI (步驟S13)。在本示例實施例中，LAI測量設(shè)備40通過從數(shù)據(jù)庫42中存儲的LAI變換表中提取與照度相對應(yīng)的LAI來計算LAI。盡管本示例實施例描述了使用預(yù)先將照度和LAI彼此相關(guān)聯(lián)的LAI表來計算LAI的示例，但是LAI計算方法不限于本示例實施例中的示例。例如，LAI測量設(shè)備40可以基于計算的亮度值來計算LAI，而無需將捕獲到的圖像的亮度值變換為照度。在這種情況下，例如，可以預(yù)先準(zhǔn)備將亮度值與LAI彼此相關(guān)聯(lián)的表，使得LAI測量設(shè)備40通過從該表中提取與計算的亮度值相對應(yīng)的LAI來計算LAI。作為備選方案，例如，LAI測量設(shè)備40可以通過執(zhí)行使用以下示出的方程(3)的操作來計算LAI。1/1。= e_KF 方程(3)在方程(3)中，I表示植物種群30中測量點處的光強度(具體為照度，但也可以是亮度值等)。Itl表示植物種群30中參考點(在本示例中，附著在頂部處的光源10的位置，可用作參考光強度，這是因為在光源10與攝像機20之間幾乎不存阻擋光的任何事物(例如，葉片))處的光強度(具體為照度，但也可以是亮度值等)。K表示吸收系數(shù)，根據(jù)植物而變化，甚至對于相同的植物根據(jù)諸如天氣和時間等外部因素而變化。F是積分葉面積指數(shù)。
在本示例實施例中，針對置于植物種群30中的每個光源10重復(fù)執(zhí)行步驟Sll至S13的過程，并且LAI測量設(shè)備40計算每個光源10的位置處的LAI。在由于使所有光源10發(fā)光而完成LAI測量的情況下，LAI測量設(shè)備40在諸如顯示器等顯示設(shè)備上顯示測量的LAI (步驟S14)。這里，LAI測量設(shè)備40可以顯示在每個測量點處測量的LAI。除此之外，例如，在沿著深度方向(縱方向)以預(yù)定間隔布置光源組并且在按照網(wǎng)格布置的這種光源10上執(zhí)行測量的情況下，LAI測量設(shè)備40可以顯示示出了 LAI隨著作為水平軸的深度方向而改變的圖。因此，各種顯示方法可以顯示LAI測量值。此外，LAI測量設(shè)備40例如可以輸出包括測量的LAI在內(nèi)的文件，或者經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)向另一終端發(fā)送LAI。如上所述,在本示例實施例中，LAI測量設(shè)備40基于來自攝像機20的捕獲圖像來測量LAI，而不使用昂貴的照度計。此外，LAI測量設(shè)備40通過使用日光作為光源但不使用光源10，來執(zhí)行LAI測量。這使得LAI測量設(shè)備40能夠以低成本容易地自動測量LAI (葉面積指數(shù))，而不受限于測量位置或方向。在降低測量工作的勞動方面，可以建議沿著垂直方向或深度方向布置多個照度計來測量LAI的結(jié)構(gòu)。然而，這樣的結(jié)構(gòu)需要使用許多昂貴的照度計，導(dǎo)致成本增加。在本示例實施例中，另一方面，LAI測量設(shè)備40能夠通過處理攝像機20捕獲到的圖像簡單地一次測量垂直方向或深度方向上的LAI，而不使用昂貴的照度計。因此，LAI測量設(shè)備40可以實現(xiàn)成本降低和LAI測量的工作量的降低。

如果照度計放置在戶外，例如，耕地或森林，則照度計易于污損。這需要針對維護(hù)的工作量，并且增加了故障的可能性。在本示例實施例中，另一方面，LAI測量設(shè)備40能夠僅通過布置許多光源10來容易地執(zhí)行測量。這里，可以防止針對維護(hù)或故障的任何工作量。以下描述根據(jù)本發(fā)明的LAI (葉面積指數(shù))測量系統(tǒng)的最小結(jié)構(gòu)。圖4是示出了LAI測量系統(tǒng)的最小結(jié)構(gòu)的示例的框圖。如圖4所示,LAI測量系統(tǒng)包括光源10、攝像機20、圖像分析裝置41和LAI計算裝置43。光源放置在測量目標(biāo)植物種群中。攝像機20具有測量目標(biāo)植物種群的圖像并且示出捕獲到的圖像的功能。圖像分析裝置41基于從攝像機20輸出的捕獲圖像，計算光源10發(fā)光時從植物種群泄露的光強度(例如，照度、亮度值)。LAI計算裝置43具有基于圖像分析裝置41計算的光強度計算LAI (葉面積指數(shù))的功能。具有圖4中示出的最小結(jié)構(gòu)的LAI測量系統(tǒng)能夠以低成本容易地自動執(zhí)行測量葉面積指數(shù)，而不受限于測量位置或方向。注意，上述示例實施例示出了如以下(I)至(5)中的LAI(葉面積指數(shù))測量系統(tǒng)的特性結(jié)構(gòu)。(I)葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)包括:成像裝置(例如，攝像機20)，并且用于捕獲測量目標(biāo)植物的圖像，并且輸出捕獲到的圖像；光源(例如，光源10)，置于測量目標(biāo)植物的與成像裝置相對的一側(cè)上，或者測量目標(biāo)植物的位置處；強度計算裝置(例如，由圖像分析裝置41來實現(xiàn))，基于從成像裝置輸出的捕獲圖像計算光源發(fā)光時的光強度(例如，照度、亮度值)；以及葉面積指數(shù)計算裝置(例如，由LAI計算裝置43來實現(xiàn))，基于強度計算裝置計算的光強度計算葉面積指數(shù)。
(2)在葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)中，強度計算裝置可以計算光源發(fā)光時捕獲到的圖像的亮度值，作為光強度，其中葉面積指數(shù)計算裝置基于強度計算裝置計算的作為光強度的亮度值來計算葉面積指數(shù)。(3)在葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)中，強度計算裝置可以基于光源發(fā)光時捕獲到的圖像的亮度值來計算照度，其中葉面積指數(shù)計算裝置基于強度計算裝置計算的作為光強度的照度來計算葉面積指數(shù)。(4)葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)可以包括:存儲裝置(例如，數(shù)據(jù)庫42)，與光強度相關(guān)聯(lián)地存儲葉面積指數(shù)，其中，葉面積指數(shù)計算裝置通過從存儲裝置中提取與強度計算裝置計算的光強度相對應(yīng)的葉面積指數(shù)來計算葉面積指數(shù)。(5)葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)可以包括沿著垂直方向布置的多個光源，其中，使多個光源按照預(yù)定順序單獨發(fā)光，并且其中成像裝置捕獲每次多個光源中的任一個發(fā)光時測量目標(biāo)植物的圖像，并且輸出捕獲到的圖像。盡管已經(jīng)參照以上示例實施例和示例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于以上示例實施例和示例。可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)進(jìn)行本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的各種改變。本申請要求基于2010年12月2日遞交的日本專利申請N0.2010-269719的優(yōu)先權(quán),其全部公開內(nèi)容通過引用合并于此。工業(yè)實用性本發(fā)明適用于對耕地或森林中植物種群的LAI (葉面積指數(shù))的測量。附圖標(biāo)記列表 10 光源20攝像機30植物種群40 LAI測量設(shè)備41圖像分析裝置42數(shù)據(jù)庫43 LAI計算裝置44 LAI輸出裝置
權(quán)利要求
1.一種葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)，所述葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)包括: 成像裝置，所述成像裝置用于捕獲測量目標(biāo)植物的圖像，并且輸出捕獲到的圖像； 光源，所述光源置于所述測量目標(biāo)植物與所述成像裝置相對的一側(cè)上，或者置于所述測量目標(biāo)植物的位置處； 強度計算裝置，所述強度計算裝置用于基于從所述成像裝置輸出的所述捕獲到的圖像，計算所述光源發(fā)光時的光強度；以及 葉面積指數(shù)計算裝置，所述葉面積指數(shù)計算裝置用于基于所述強度計算裝置計算的所述光強度，計算葉面積指數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)，其中，所述強度計算裝置計算所述光源發(fā)光時所述捕獲到的圖像的亮度值作為所述光強度，并且 其中，所述葉面積指數(shù)計算裝置基于所述強度計算裝置計算的作為所述光強度的所述亮度值，計算所述葉面積指數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)，其中，所述強度計算裝置基于當(dāng)所述光源發(fā)光時所述捕獲到的圖像的所述亮度值，計算照度作為所述光強度，并且 其中，所述葉面積指數(shù)計算裝置基于所述強度計算裝置計算的作為所述光強度的所述照度，計算所述葉面積指數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)，包括: 存儲裝置，所述存儲裝置用于與所述光強度相關(guān)聯(lián)地存儲所述葉面積指數(shù)， 其中，所述葉面積指數(shù)計算 裝置通過從所述存儲裝置中提取與所述強度計算裝置計算的所述光強度相對應(yīng)的所述葉面積指數(shù)，計算所述葉面積指數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)，包括: 多個光源，所述多個光源沿著垂直方向布置， 其中，使所述多個光源分別按照預(yù)定順序發(fā)光，并且 其中，所述成像裝置在每次所述多個光源中的任一光源發(fā)光時捕獲所述測量目標(biāo)植物的所述圖像，并且輸出所述捕獲到的圖像。
6.一種葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)中用于測量葉面積指數(shù)的葉面積指數(shù)測量設(shè)備，所述葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)包括:成像裝置，所述成像裝置用于捕獲測量目標(biāo)植物的圖像，并且輸出捕獲到的圖像；光源，所述光源置于所述測量目標(biāo)植物與所述成像裝置相對的一側(cè)上，或者置于所述測量目標(biāo)植物的位置處，所述葉面積指數(shù)測量設(shè)備包括: 強度計算裝置，所述強度計算裝置用于基于從所述成像裝置輸出的所述捕獲到的圖像計算所述光源發(fā)光時的光強度；以及 葉面積指數(shù)計算裝置，所述葉面積指數(shù)計算裝置用于基于所述強度計算裝置計算的所述光強度計算葉面積指數(shù)。
7.一種葉面積指數(shù)測量方法，所述葉面積指數(shù)測量方法包括: 設(shè)置成像裝置，所述成像裝置用于捕獲測量目標(biāo)植物的圖像，并且輸出捕獲到的圖像； 設(shè)置光源，所述光源置于所述測量目標(biāo)植物與所述成像裝置相對的一側(cè)上，或者置于所述測量目標(biāo)植物的位置處； 基于從所述成像裝置輸出的所述捕獲到的圖像，計算所述光源發(fā)光時的光強度；并且基于計算的所述光強度，計算葉面積指數(shù)。
8.一種葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)中用于測量葉面積指數(shù)的葉面積指數(shù)測量程序，所述葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)包括:成像裝置，所述成像裝置用于捕獲測量目標(biāo)植物的圖像，并且輸出捕獲到的圖像；以及光源，所述光源置于所述測量目標(biāo)植物與所述成像裝置相對的一側(cè)上，或者置于所述測量目標(biāo)植物的位置處，所述葉面積指數(shù)測量程序使計算機執(zhí)行:強度計算過程，所述強度計算過程基于從所述成像裝置輸出的所述捕獲到的圖像，計算所述光源發(fā)光時的光強度；以及葉面積指數(shù)計算過程，所述葉面積指數(shù)計算過程基于計算的所述光強度，計算葉面 積指數(shù)。
全文摘要
一種葉面積指數(shù)測量系統(tǒng)包括成像裝置，用于捕獲測量目標(biāo)植物的圖像，并且輸出捕獲到的圖像；光源，置于測量目標(biāo)植物與成像裝置相對的一側(cè)上，或者置于測量目標(biāo)植物的位置處；強度計算裝置，基于從成像裝置輸出的捕獲到的圖像計算光源發(fā)光時的光強度；以及葉面積指數(shù)計算裝置，基于強度計算裝置計算的光強度來計算葉面積指數(shù)。
文檔編號G01B11/28GK103238058SQ20118005795
公開日2013年8月7日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者芹澤昌宏 申請人:日本電氣株式會社