[发明专利]一种植物生长用计算机测量显示系统及控制方法

摘要

本发明属于植物测量技术领域，公开了一种植物生长用计算机测量显示系统及控制方法，植物生长用计算机测量显示系统包括：检测台、近红外发光二极管、密闭橡皮、检测器、转臂、光学透镜、光纤、置物台、检测控制器、放大器、光电传感器、太阳能供电模块、建模模块、显示模块。本发明通过太阳能供电模块可以获取源源不断的太阳能进行供电，节省能源，经济环保；本技术采用整体的系统集成，简化流程，减少能耗，通过密闭检测环境提高检测精度，适合于小型实验室的应用；同时，本发明通过建模模块基于植物真实测量数据，能实现真实植物生长建模。

主权项

1.一种植物生长用计算机测量显示系统的控制方法，其特征在于，所述植物生长用计算机测量显示系统的控制方法包括：通过检测器对植物叶片表面进行植物生长信息测量，并通过带有温度校正的植物生长信息定标模型进行校正；对植物叶片表面进行植物生长信息测量中，包括：消除图形中的奇化部分；建立两图形的数学模型，由描述图形的完备向量组建立与图形对应的特征矩阵，计算出相邻两边的夹角；计算两图形间的最近距离；对计算结果的增强性处理；所述建立的数学模型用多边形的边长和邻角按逆时针构造一个向量S1表示多边形：S1＝(l1,α1,l2，α2…lN‑1,αN‑1,lN,αN)；S1和该多边形有一一映射关系，其表示与边角初始顺序无关；完备向量组，按逆时针方向，有2N个向量S1、S2……S2N－1、S2N和多边形均有一一映射关系，构成了该多边形的一个完备向量组，表示如下：S1＝(l1,α1,l2，α2…lN‑1,αN‑1,lN,αN)；S2＝(α1,l2，α2…lN‑1,αN‑1,lN,αN,l1)；……S2N－1＝(lN,αN,l1,α1,l2，α2…lN‑1,αN‑1)；S2N＝(αN,l1,α1,l2，α2…lN‑1,αN‑1,lN)；用矩阵SE表示完备向量，并定义SE为该多边形的特征矩阵，SE表示如下：  植物生长信息定标模型的数字调制信号x(t)的分数低阶模糊函数表示为：其中，τ为时延偏移，f为多普勒频移，0＜a,b＜α/2，x*(t)表示x(t)的共轭，当x(t)为实信号时，x(t)＜p＞＝|x(t)|＜p＞sgn(x(t))；当x(t)为复信号时，[x(t)]＜p＞＝|x(t)|p‑1x*(t)；将采集的植物信息通传送到检测控制器，由光电传感器经由放大器发送到建模模块、显示模块；通过建模模块利用数据软件根据采集的植物参数构建植物生长模型；通过显示模块显示检测的生物生长信息；构建植物生长模型的方法包括：植物生长信息数据的预处理及分组；构建近邻图G及相应的关联矩阵S；计算训练样本集的特征分解，并求出相应的特征变换矩阵，最后计算训练样本的低维嵌入；分类识别，计算测试样本集的低维嵌入，利用基于张量距离的近邻分类器对其进行判别分类；植物生长信息数据的预处理及分组，包括：a)选用SPM8软件对植物生长信息数据进行预处理：包括时间片校正、空间校正、配准图像、图像标准化和平滑处理步骤；b)数据的分组：将预处理后的图像数据按照扫描时间序列以及认知行为实验类别进行重新组合，每个类别选取一定的样本点构成试验数据，即为训练数据，剩下的样本点作为测试数据；构建近邻图G及相应的关联矩阵S，其具体步骤如下：假设有n个样本点A₁,...,A_n,其中I_k是张量的k模式维数，采用k近邻方式构建近邻图G来表示M的局部几何结构；根据构造的近邻图G，得到其相应的关联矩阵S＝[s_i,j]_n×n，其中S是基于热核方法定义。