CN107404850B - 用于确定植物的生长状态的方法和*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于确定含有叶绿素的植物的生长状态的方法，该方法包括以下步骤：用包括光强度调制分量(205、206、207、208)的输入光照射植物(102)；检测从植物发出的光；确定(S702)植物周围的偏移光强度(204)，该偏移光强度是输入光的静态分量；确定(S718)输入光和检测到的光之间的相位和增益，基于输入光和检测到的光之间的预定关系以及相位和增益，确定(S720)植物的生长状态。本发明还涉及相应的***和计算机程序产品。

Description

用于确定植物的生长状态的方法和***
技术领域
本发明涉及用于确定含有叶绿素的植物的生长状态的方法和***。
发明背景
在例如温室中的人工照明和补充照明通常涉及对照射***的使用以用于刺激植物生长，该照射***包括多个高功率光源。可包括具有不同光谱并提供对生长刺激的不同影响的不同类型的光源，诸如基于金属卤化物(MH)或包括高压钠(HPS)的高强度放电(HID)的光源。使用基于金属卤化物的照明通常会促进较短的、茂密的生长；而相比之下，基于高压钠的照明通常倾向于产生较高和伸展的植物。因此，不同类型的光源可导致植物的不同的最终生长结果，这反映了在用人工照明精确控制植物生长方面的挑战。
近来，在增加发光二极管(LED)的亮度方面取得了很大进展。因此，LED已经变得足够明亮且不昂贵以还用于例如在温室环境中进行人工照明，另外提供了发出具有可调光谱和强度偏移的光的可能性。通过混合不同颜色的LED并调整其各自的强度，可获得所需的光谱。可调整的照明***通常包括许多原色，例如三原色红、绿和蓝。生成的光的光谱由所使用的LED的颜色以及来自不同颜色的LED的光的强度的混合比来确定。因此，可单独控制基于LED的照射***的每个LED，使得可方便地调整整体发出的光的光谱。另外，LED可以以高速率接通和断开，并以宽带宽提供了产生明确定义的光波形式和信号的可能性。此外，通过使用LED，可降低能量消耗，很好地符合当前环境趋势的要求。另外，使用基于LED的照射***使光源生成的热量最小化，这特别适合于期望温度控制的环境。在WO2008118080中公开了基于LED的照射***的示例，其包括可通信地耦合到处理器的光传感器，其中处理器实现了通过调整由照射***发出的光谱来调节和改善植物生长和属性的控制算法。
文献WO2008118080示出了与在温室环境中的人工照明有关的有前途的方法。然而，仍期望的是进一步优化人工照明***，以能够改进植物的生长过程，特别是改进植物的诊断以及在确定布置在温室环境中的植物的生长状态方面的准确性。例如，将希望减少用于确定植物生长状态的从植物发出的检测到的光(例如，荧光信号)的绝对电平的重要性。例如，这可减少从植物到传感器的距离的影响或叶面积对所述确定的影响。
已知技术的其它示例包括FLIDAR、t-LIDAR和JIP测试。这些技术存在以上的缺陷中的至少一些。此外，这些技术通常依赖于对从黑暗适应状态开始的植物的瞬态响应进行评估，这使评估对于现场测试而言相当复杂并且不适于温室应用。这样的技术的示例在STRASSER等人于2004年在Advances in photosynthesis and respiration中的第19卷第321-362页ISSN 1572-0233的“Analysis of the chlorophyll a fluorescencetransient”中被公开。然而，根据上述内容，将期望的是进一步改进生长状态评估，特别是减少其中执行评估的环境的影响。
发明概述
根据本发明的第一方面，上述至少部分地通过用于确定含有叶绿素的植物的生长状态的方法得以缓解，该方法包括以下步骤：
用包括光强度调制分量的输入光照射植物；
检测从植物发出的光；
确定植物周围的偏移光强度，该偏移光强度是输入光的静态分量；
确定输入光和检测到的光之间的相位和增益，
基于输入光和检测到的光之间的预定关系以及相位和增益，确定植物的生长状态。
本发明基于以下的认识：诱导荧光的动力学可提供植物生长状态的信息。此外，可研究与输入-输出功能有关的动力学。还认识到，植物中与荧光有关的动力学是高度非线性的，但是在某些情况下，特别是如果输入光相对于偏移光强度被调制，则可通过线性模型来描述。
认识到，来自植物的荧光的动力学可被描述为包括若干缓冲区的缓冲***，其储存在植物的光合过程的不同部分中的化合物。当植物被照射时，缓冲区将开始填充，同时随着能量被光合作用消耗，缓冲区被耗尽。此外，可假设几个这样的缓冲区互连形成高度非线性***。如果改变输入，换句话说，如果改变输入光，则存在到缓冲***中的输入能量的变化。如果缓冲区未满并且输入被改变，则缓冲区将在它们稳定(settle)之前经受瞬态响应。然而，如果缓冲区是满的或是空的且输入被改变，则动力学是不同的，并且瞬态响应将被至少部分地抑制。偏移光强度将基本上确定缓冲区中的能量水平。缓冲***的动力学(即，时间常数)通常是偏移光强度越高就越快，偏移光强度越低就越慢。然而，如果缓冲区是满的，则缓冲区的容量减小或没有，因此，缓冲***的动力学在经受改变的输入光(能量)时被高度降低。因此，如果一个或更多个缓冲区是满的，则***失去动力状态，从而降低了***的复杂性。原则上，缓冲***的类型可被描述为具有滤波器阶数的滤波器。
因此，到达植物的输入光将包括偏移光强度形式的(优选非零)静态分量和调制强度形式的调制分量。非零的偏移光强度处于足够高的强度水平上以至少诱导植物中的光合活性。因此，偏移光强度可使得植物可在正常光条件下生长。如果偏移光强度没有在植物中诱导光合活性，则被认为处于零强度。在植物中不诱导光合活性的这样的偏移光强度可因植物而不同，但例如可以是1μE、20μE、30μE、40μE或50μE。
应理解，静态分量和调制分量都可以源自相同的光源，或者静态分量可以是环境光和人造光的组合。因此，确定的偏移光强度可以是围绕植物的任何光(结合来自人造光的任何偏移光的环境光)。此外，确定植物周围的偏移光强度可包括确定在各个频率范围内的偏移光强度(因此是强度对频率)或整体偏移光强度。
偏移光强度和调制强度都可具有光谱分布。偏移光强度可均匀分布在光谱上，或者偏移光强度可在光谱的不同波长处具有不同的强度。例如，第一波长处的偏移光强度可具有与第二波长处的偏移光强度不同的强度。此外，输入光的光强度调制可类似地均匀分布在光谱上，或者在不同波长处具有不同的振幅。此外，经调制的光强度的光谱可分布在例如蓝光、红光或可见光谱的其他子范围之内。应理解，本文中的“光谱”是光强度对波长。
从植物发出的检测到的光包括来自植物的荧光，或可替代地，仅包括来自植物的荧光。
根据实施例，确定偏移光强度的步骤可包括以下中的至少一个：测量偏移光强度；通过控制由发光设备发出的人造光来控制偏移光强度；以及确定植物的生长状态，并将所确定的生长状态与预定义的偏移光强度相关联。因此，偏移光强度可通过测量植物周围的光或通过将植物附近的光控制到期望的偏移光强度来确定。此外，偏移光强度可通过首先确定植物的生长状态并使确定的生长状态与对应于所确定的生长状态的预定偏移光强度相关联来确定。
光强度调制分量可以是具有重复频率的循环调制信号。换句话说，强度调制可以以已知速率重复。通过以重复频率重复光强度调制，可确定稳态行为的测量而不是瞬态行为的测量。例如，如果偏移光强度改变到新的水平，则植物可能在适应新的偏移光强度的过程中，通过使植物重复地经受调制的光强度并测量植物的响应，植物可最终达到稳定状态，因此可确定处于稳定状态的生长状态而不是瞬态行为。
可基于偏移光强度的光谱分布来选择光强度调制分量的光谱分布。因此，为了获得调制光的期望的光谱分布，考虑了偏移光分量的光谱分布，从而可进行补偿。此外，调制分量的光谱分布和/或静态分量的光谱分布可排除植物的荧光波长。这样，可减少检测的荧光中的输入光的噪声。
根据实施例，预定关系是包括一组传递函数参数的传递函数，该一组传递函数参数通过以下步骤确定：用具有光强度调制分量的输入光照射植物，该光强度调制分量具有多个调制频率；检测从植物发出的光；使用***识别方法确定这组传递函数参数。认识到，由于植物动力学的非线性，传递函数参数可能因以上所讨论的输入光的特性而不同。例如，根据偏移光强度及其光谱分布，或根据光强度调制的相同属性(强度及其光谱分布)，可发现不同的传递函数参数。另一示例是，如果偏移光强度均匀分布在光谱上并在第一强度偏移处，则可确定第一组传递函数参数。如果偏移光强度均匀分布在光谱上并在第二强度偏移处，则可以确定与第一组不同的第二组传递函数参数。此外，传递函数参数也可因偏移光强度是否在光谱的不同波长处具有不同强度而不同。
认识到的是，以上缓冲***的状态可通过先前了解输入光和检测到的光之间的传递函数来探测。传递函数可基于线性模型，其描述了缓冲***的与植物状态有关的一个或更多个状态。例如，传递函数可在植物的已知生长状态的某个偏移光强度设置下建立。如果植物随后用输入光强度调制来探测，则调制频率的响应可与关于光强度调制和已知偏移光强度的已知传递函数进行比较。该评估提供了有关植物生长状态的信息。因此，可在评估植物生长状态之前确定一组传递函数。这组传递函数可以提供不同光设置(光谱、强度、调制，驯化(acclimatization))和来自处于不同生长状态的植物的响应的映射。利用这种先验知识，植物生长状态可通过从单一频率调制到宽带调制的范围内的几种类型的输入光来确定。
应注意的是，输入光的光强度调制应该保持足够大以诱导来自植物的可测量响应，但足够小到不使植物偏离可通过线性模型进行建模。
此外，光强度调制分量具有多个调制频率，该方法还包括确定输入光和检测到的光之间的检测的传递函数，其包括传递函数参数，其中，相位和增益根据检测的传递函数确定。例如，多频信号可以是阶跃脉冲、PRBS(伪随机二进制序列)信号和方波中的一个。然而，输入光可包括具有特定的频率分量范围的任意波形，并且也可以具有特定相位。光强度调制分量可以是频率含量在0.001-100rad/s或甚至更高(诸如高达1000rad/s)的范围内的调制信号。作为示例，如果输入光被调制为方波，则输入光强度(偏移光与光强度调制相结合)在两个主要光强度等级之间变化。这种类型的调制引起了阶跃函数形式的重复的输入光，从而重复地诱导来自植物的阶跃响应，允许对动力荧光瞬变进行分析。
参考输入光调制的调制信号的类型，根据调制信号的形式，即调制类型，传递函数参数可能是不同的。例如，针对阶跃上升(step-up)的调制信号确定的传递函数参数可与针对阶跃下降(step-down)的调制信号确定的传递函数参数不同。因此，根据从矩形脉冲的哪一侧(上升沿或下降沿)确定传递函数参数，传递函数参数可以不同。此外，确定的传递函数参数也可因调制信号的调制的频率含量(例如，调制的带宽)而不同。如前所述，传递函数参数也可因被调制的输入光的光谱而不同。与导致不同传递函数的不同输入光行为有关的以上行为是可描述植物荧光响应的基础非线性***的进一步指示。
光强度调制分量的调制信号可包括具有至少一个调制频率的正弦信号。调制信号可以例如是几个频率的卷积、频率扫描或单一频率。
输入光可包括偏移静态光强度和光强度调制。应注意的是，有利地，在执行该方法之前，偏移光强度是明确定义的和已知的。对光强度调制进行调制，使得总输入光被调制为集中或添加到偏移光强度水平上。例如，如果偏移光水平强度为X且光强度调制具有振幅Y，则整体光强度以从X到X+Y的调制特性(例如，频率、占空比等)而随时间变化。偏移光强度可被认为是由施加到发出输入光的发光设备的DC电流分量引起的。此外，植物周围可能存在环境光，也是偏移光的原因之一。有利地，该方法可以考虑到这一点，并且不需要遮蔽环境光。
根据本发明的一个实施例，确定生长状态的步骤包括确定参数值与预定传递函数的参数值相比的变化，其中该变化指示植物中的胁迫(stress)等级。
因此，植物的状态可通过使参数值的变化与生长状态相关来研究。传递函数的零点和极点可类似于确定参数来研究。因此，预定的和检测的传递函数各自包括至少一个极点和至少一个零点。
通常，函数的极点和/或零点可提供关于函数的动力学的信息。在这种情况下，极点和/或零点的数量例如可指示植物的生长状态。为了找到极点和/或零点，可假设模型传递函数，然后将传递函数输出数据拟合到测量的数据。不同的传递函数可能适用于在不同的光条件下生长的植物。
作为示例，可使用确定极点和/或零点的位置变化，其中位置变化指示植物中的胁迫等级。此外，可确定零点和极点的位置之间的相对差值。例如，如果位置变化是位置的第一变化，则该方法可包括根据极点和/或零点的第二确定来确定极点和/或零点的位置的第二变化；以及确定位置的第一变化和位置的第二变化之间的相对差值。
还可能有利的是，用输入光的变化的光强度来确定极点和/或零点的位置变化，其中位置变化指示植物的光驯化水平。
另外，该方法可包括改变输入光的光谱，以及确定由于输入光的变化的光谱引起的极点和/或零点的位置变化，其中位置变化指示植物的改进的光谱。
传递函数可被视为在频域中。在频域中研究传递函数的优点在于降低了模型的阶数的影响，从而进一步提高了该方法的准确性。在频域中，可以以便利的方式研究荧光动力学。
植物中的胁迫等级可根据频域中传递函数的偏移来确定，其中到高于初始频率的频率的偏移指示增加的胁迫等级。因此，增加的胁迫等级通过研究频域中传递函数的变化来以便利的方式确定。传递函数的偏移可通过研究频域中的传递函数的幅度和/或相位来确定。
基于确定的生长状态和植物的期望的生长状态，可控制输入光的属性，以便将植物的生长朝向期望的生长状态进行调节。
偏移光强度可根据输入光和检测到的光之间的确定的相位和/或增益来增加或减小。可对偏移光强度进行调制，使得相位或增益被调制。相位或增益的属性可提供与植物的生长状态有关的信息，例如植物是否受到胁迫。例如，这些属性可与频域中相位或增益到更高频率的偏移(例如，相位或增益的频率函数)有关，这可以是与当频域中的相位或增益处于较低频率下时相比植物受到更多胁迫的指示。
偏移光强度是被确定为增加还是减小也取决于与植物有关的先前数据(例如，预定的关系)。例如，对于处于某偏移光强度中的某植物，在某频率下的增加的相位可以是应减小偏移光强度的指示。对于处于某偏移光强度中的另一类型的植物，频域中相位在某方向上(向较高频率)的偏移或在某频率下的增加的相位可以是应增加或减小偏移光强度以便降低植物的胁迫的指示。另一示例是，如果相位在某频率下降低或移到较低频率，则可确定降低/增加偏移光强度以便对植物的生长进行调节。如果相位被确定为高于某频率下的预定的相位值，则可确定减小偏移光强度以便降低胁迫。
此外，增益的变化也可用于确定偏移光强度是否应该改变。例如，增益的增加可以是对增加/减小偏移光强度的指示，或者增益的减小可以是对增加/减小偏移光强度的指示。
输入光的波长范围可与植物的叶绿素荧光波长范围不同。
检测到的光可能是来自植物的叶绿素荧光。输入光还可包括诱导植物中叶绿素荧光的激发光和用于调节植物生长的光。
根据本发明的实施例，该方法还可包括确定用于映射生长状态和输入光设置的一组传递函数的初始步骤。因此，在确定植物的生长状态之前，已经映射了关于已知生长状态和光设置(诸如，偏移光的光谱和强度，以及调制信号的光强度和属性等)的一组传递函数。
“生长状态”(例如，期望的生长状态或当前的生长状态)可被定义为指示植物状态的至少一个可检测属性的属性值。这样的属性可包括植物高度/宽度、茎大小、生长速率、胁迫、光反射的属性、荧光属性、重量、CO2、水或营养的消耗、植物颜色、叶片大小、花朵大小、叶片、花朵、果实或种子的数量，花朵暴露于授粉昆虫的时机、当前生长状态的时间等。光反射率是由发光设备发出并被植物反射的光的属性。此外，荧光属性是来自植物的荧光(诸如叶绿素荧光)的属性。
植物可被布置在受控环境中。表达“受控环境”应被宽泛地解释，包括例如温室、生长柜(growing cabinet)或类似的受控生长环境，其中植物可经受至少自然光的照射。因此，受控环境通常是包括透明窗或用于允许植物接收自然光(诸如太阳)的类似物的“室内环境”。重要的是要注意，“受控”环境将永远不会被完全控制。首先，自然光和外部温度的作用将会不同。另外，“受控”的过程将不可避免地包括用户控制之外的因素，包括种子质量、病害、人为错误等。然而，本发明同样适用于在植物基本上暴露于诸如太阳光的环境光的环境中生长的植物。因此，偏移光强度可包括环境光和来自人工照明的光，例如，输入光或任何其它人工光源的偏移光分量。另外，即使整个偏移光源自环境光并且只有人造光是光强度调制，本发明也可适用。
根据本发明的第二方面，提供了用于确定植物的生长状态的***，该***包括：
被布置用于朝向植物发出光的至少一个发光设备，
用于检测从植物发出的光的至少一个光传感器，以及
用于确定围绕植物的偏移光强度的装置，该偏移光强度包括人造光和任何环境光；
控制单元，其被布置为控制至少一个发光设备并接收与来自至少一个光传感器的检测到的光有关的信息，其中该控制单元被配置为：
控制至少一个发光设备以发出光强度调制分量，该光强度调制分量与偏移光强度一起形成输入光；
确定输入光和检测到的光之间的相位和增益，以及
基于输入光和检测到的光之间的预定关系以及相位和增益，确定植物的生长状态。
根据本发明的实施例，控制单元还被配置为：基于所确定的生长状态和植物的期望生长状态，控制至少一个发光设备以发出光，该光具有将植物的生长朝向期望的生长状态进行调节的属性。
本发明的第二方面的另外的效果和特征在很大程度上类似于以上结合本发明的第一方面所描述的那些效果和特征。
根据本发明的第三方面，提供了一种温室***，包括：多个发光设备，该发光设备被布置为朝向布置在温室中的植物发出光以刺激植物的生长，以及根据先前方面的***。
本发明的第三方面的另外的效果和特征在很大程度上类似于以上结合本发明的先前方面所描述的那些效果和特征。
当学习所附权利要求和以下描述时，本发明的其他特征和优势将变得明显。技术人士认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的不同特征可以被结合以创造除了以下描述的那些实施例以外的实施例。
附图简述
通过以下的详细说明和附图将容易理解包括本发明的特定特征和优势的各个方面，在附图中：
图1示出了本发明的示例性实施例的示例性应用；
图2a示意性图示了本发明的示例性实施例；
图2b示意性图示了根据本发明的实施例的示例性强度调制；
图2c示意性图示了根据本发明的实施例的示例性强度调制；
图3a-图3b以及图4示意性图示了根据本发明的实施例的示例性频率函数；
图3c图示了植物的示例性阶跃响应；
图5示意性图示了本发明的示例性实施例；
图6示意性图示了本发明的示例性实施例；
图7提供了本发明的示例性实施例的方法步骤的流程图；以及
图8图示了与偏移光强度映射的传递函数的示例性表。
详细描述
现在将在下文中参照示出本发明的实施例的附图更充分地对本发明进行描述。然而，本发明可以以许多不同形式实施，且不应被解释为限制于本文中所阐述的实施例；反而，这些实施例是为了彻底性和完整性而提供，且向技术人士完全传达本发明的范围。自始至终，相似的参考符号指的是相似的元素。
现在具体参照图1，其描绘了根据本发明的可能实施例的***100。图1示出了多个植物102，其被布置在温室105形式的至少部分受控的环境中，该温室通常具有墙壁，并且其屋顶由诸如玻璃和/或某合适的塑料材料的透明结构构成，以使来自太阳的自然光进入温室105的内部。当然，植物可以是任何类型的植物，诸如草药、药用植物、观赏植物和常规作物等。此外，受控环境当然可以是步入式室或生长柜中的一种，这取决于本发明概念的实现类型。在温室105中，存在电连接到控制单元108的人造光装置106。人造光装置106包括合适的人造光源，例如发光二极管(LED)104，并被布置成使得由发光设备104发出的光被植物102接收。多个发光设备104可被配置为发出不同波长的光并且可被单独控制。波长范围可在超过一个范围内分布在从紫外线到红外线的范围内。例如，对于以下所描述的传感器，范围可以是类似的范围。
为了有效地控制生长，多个传感器110被布置在温室105内或其周围。例如，这样的传感器可被配置为确定植物102的一个或几个条件，以及确定植物的可检测属性的当前值，从而确定植物的当前生长状态。例如，传感器可包括传感器和/或图像捕获设备(例如，相机)，该传感器用于测量空气/土壤温度、水分、湿度、二氧化碳、空气压力、施肥水平，该图像捕获设备用于确定植物102的生长状态。作为传感器110的替代或补充，可以提供一个或几个手动界面，允许手动输入各种属性值。传感器110还可以是用于检测从植物102发出的荧光的光传感器110。
另外，温室105可包括可控的加热元件(未示出)以及连接到控制单元108的窗(和类似的可控通风装置)(未示出)，该控制单元108用于控制温室105内的温度，这也依赖于植物102在其生长周期期间所需的温度波动。传感器110的位置仅仅是出于说明的目的，且不一定是准确的。因此，传感器110可根据传感器的类型位于最合适的位置。
在示例性实施例中，发光设备104照射植物。发出的光中的至少部分被植物102反射并由至少一个光传感器(例如，传感器110)检测。光传感器110还检测来自植物102的荧光，诸如叶绿素荧光。经受输入光的植物的响应可根据增益和相位来评估。例如，如果输入光在单一频率下具有正弦强度调制，则检测到的光相对于输入光的相位和增益可在相同频率下来确定。此外，一些光传感器110测量温室105中的偏移光强度和/或光谱。偏移光强度可以是人造光和环境光的组合。光传感器110可被配置为测量诸如以下波长范围的不同波长范围内的光强度：400nm-630nm、630nm-700nm、700nm-740nm、750nm-850nm、850nm-1400nm或400nm-700nm。
处理器可确定照射植物的输入光和检测到的光之间的传递函数。传递函数包括可被分析用于确定植物102的生长状态的一组传递函数参数。由光传感器110检测到的光可由处理器进行分析以确定至少一个生长属性。处理器可根据传递函数的属性来确定以对由发光二极管发出的光进行调制，例如通过调整发出的光的强度或光谱组成，以便调节或改进植物102的生长。此外，传递函数可由控制单元108预先确定并在稍后阶段使用。例如，如果传递函数对于某偏移光强度/光谱已知，则根据调制信号被添加到偏移光的光强度调制可用于确定生长状态。因此，根据已知的光强度调制、已知的偏移光、调制信号以及关于光强度调制、偏移光和调制信号的预定传递函数，检测到的光可与同生长状态和预定传递函数有关的预期检测的光进行比较。如果检测到光的和预期的光一致，则确定植物的生长状态。将参照后续的附图对生长状态的确定进行更详细的描述。
每个植物通过其生长状态来描述，该生长状态包括一组可检测属性的属性值。这样的属性可包括植物高度/宽度、茎大小、生长速率、胁迫、光反射的属性、荧光属性、重量、CO2、水或营养的消耗、植物颜色、叶片大小、花朵大小、叶片、花朵、果实或种子的数量、花朵暴露于授粉昆虫的时机、当前生长状态的时间等。
图2a图示了与图1中所示的***类似的***。在图2a中，植物102通过布置在发光装置106中的发光设备104来用光照射。还可能存在照射植物102的环境光，诸如例如太阳光。因此，照射植物102的光u(t)可以包括来自环境光和由发光设备104发射的人造光的成分。注意的是，发光装置106可包括可被单独控制的多个发光设备(例如，发光二极管)。可能存在发出了从紫外线(例如10nm-400nm)到红外线(至少700nm，例如700nm-1500nm)的波长范围内的光的发光二极管。从植物发出的光y(t)通过光传感器110检测。图2b图示了辐射植物102的输入光的强度变化。照射植物102的光包括偏移光强度204和添加到偏移光强度204的光强度调制205。例如，偏移光强度可包括来自太阳的光或来自发光设备104的人造光或其组合。因此，偏移光强度204可包括环境光和具有光谱的人造光，并且另外还存在添加到偏移204的光强度调制205。注意的是，具有特定光谱的特定偏移光强度可通过***100产生。例如，光传感器110可检测偏移光，并且发光设备104可发出由控制单元计算的光，以便获得期望的偏移光强度和光谱。
由于植物的非线性行为，因此了解偏移光的偏移强度和光谱、调制光的振幅和调制光的光谱以及相位、振幅和调制信号可能是适当的。偏移光的光谱与光谱上的光强度有关。特别地，为了了解线性模型在以上光设置中的哪一个是有效的。因此，本发明涉及确定以上不同光设置(偏移光强度/光谱、光强度调制振幅/调制信号的频谱和特性(诸如振幅/频谱)、信号形式以及信号形式的检测的相位)的一组传递函数。例如，植物可被暴露并适应特定的光强度，并且传递函数可针对每个光强度来确定。或者，另一示例是，传递函数可针对不同的偏移光谱来确定。因此，传递函数可针对不同的生长状况、光设置和/或生长状态来确定。从而，一组传递函数可用于在生长周期的不同生长状态中将不同的光设置和生长状况进行映射。生长状态可以是例如植物可生长到一定大小的“苗圃状态”、“生长状态”、一定质量的花朵形成的“开花状态”、例如果实成熟的“成熟状态”、表示期望的产物完成的“完成状态”、可恢复受胁迫的植物的“恢复状态”以及可能无法恢复和/或经济上无利的植物的生长周期终止的“终止状态”。此外，光传感器110可连续地检测植物所经受的光强度，以便在使用调制的光强度的生长状态确定之前具有关于植物所暴露于的光强度和光谱的信息。这样，更准确的确定可通过对植物生长状态的更深入的分析来完成。
此外，***被配置为基于例如环境光的变化来适应从发光设备104发出的光。因此，方法和***在环境光下工作，并且不需要遮蔽用于测量的植物的位置。然而，***可用于通过控制温室的帘幕(curtains)或用于阻挡环境光的类似装置来控制到达植物的环境光(例如，来自太阳的环境光)的量。如图2b中所图示的，关于偏移光强度204的光强度调制可以是诸如方波调制的循环调制。因此，在方波203的每个周期中，诱导来自植物的阶跃响应，并且可用于确定传递函数。然而，虽然可只使用单一阶跃响应，但为了改进信噪比，方波可能是有利的。
如图2b中所描述的，辐射植物102的光具有(例如，通过测量)强度已知的偏移光强度204、阶跃上升207或阶跃下降208形式的叠加的光强度调制，其可以是方波203光强度调制信号的一部分。阶跃上升207或阶跃下降208的光强度调制的振幅是已知的。由阶跃上升207或阶跃下降208引起的光强度从偏移强度的变化可以是约为偏移光强度204的例如约5％至30％。可替代地或另外，由光强度调制、阶跃上升207或阶跃下降208引起的强度从偏移强度的变化可以是使得不超过某个偏移光强度，例如不超过的偏移光强度可以是500μE、700μE、1000μE、1200μE或1500μE。光强度调制的步长(即，振幅)是获得来自植物的可测量响应和确保响应可通过线性模型建模并使得植物动力学保持在相同的传递函数内之间的折衷。利用阶跃函数(例如，上升207或下降208)，阶跃函数的频率含量是已知的。
可替代地，如图2c中所图示的，关于静态光强度204的光强度调制的调制信号可以是具有调制频率的正弦波调制。此外，调制信号可以是PRBS(伪随机二进制序列)信号或随机宽带信号(例如，“噪声”)。
在植物的阶跃响应的情况下，例如对于方波光强度调制的输入光u(t)，阶跃响应可根据上升沿207或下降沿208的黑箱模型进行分析。传递函数将因选择哪个沿而不同，这表示建模的***是非线性的。使用黑箱模型，光合作用过程由输入u(t)、输出y(t)和传递函数建模，而不考虑植物中的内部过程。黑箱模型可由以下式来描述：
y(t)＝G(q)u(t)+e(t)
其中，G(q)是传递函数并以移位算子q表达，e(t)是噪声项。传递函数包括多个参数。示例性传递函数可由下式给出：
Figure GDA0002941568010000141
因此，该示例性传递函数具有传递函数参数b1、b2、b3、b4、a1、a2和a3。此外，该传递函数具有4个零点(根据分子的阶数)和3个极点(根据分母的阶数)。对于一系列阶跃响应中的每个阶跃响应，这种传递函数可用作模型。
根据一个实施例，参数的值(例如，对于以上传递函数，参数为b1、b2、b3、b4、a1、a2和a3)可用于确定植物的生长状态。特别地，参数值的变化指示植物的生长状态。例如，参数值的变化可指示植物中的胁迫等级。注意的是，如果多项式的参数是已知的，那么该多项式的零点也是已知的。在如上所述的传递函数的情况下，如果参数b1、b2、b3、b4、a1、a2和a3是已知的，则传递函数的零点和极点也是已知或至少是可容易得到的。
因此，在另一实施例中，传递函数的极点的位置的变化可用于确定植物的生长状态。自然地，零点和极点是根据传递函数的参数值得出。例如，传递函数的零点的位置的变化可用于确定植物的生长状态。通过这种方式，胁迫等级可通过传递函数的零点和/或极点的位置变化来确定。此外，极点和/或零点的位置的相对变化可用作生长状态的指示。例如，如果极点和/或零点在两次测量(极点和/或零点的位置的确定)之间远离彼此更远移动，可指示植物的胁迫等级增加。
此外，在又一个实施例中，在频域中研究传递函数，以便确定植物的生长状态。频域可通过首先将传递函数中的自变量q替换为指数eiw来评估，其中i是虚数单位，w是角频率(rad/s)。在频域中，可通过例如确定频域中传递函数的偏移来研究动力学。例如，植物对某光强度偏移的适应可被评估。图3a-b分别示出了传递函数在频域中的幅度和相位，该传递函数通过来自适应于80μE 302和500μE 304的两个植物的阶跃响应来确定。图3c中示出了分别适应于80μE 302’和500μE 304’的植物在时域中的阶跃响应。两个植物都从各自的适应光强度(即，80μE和500μE)经受了80μE的阶跃增加。因此，适应于低光强度(80μE)的植物表现出比适应于较高光强度(500μE)的植物更快的动力学。因此，如在本专利申请中先前所描述的，适应于较低光强度(302)的植物的缓冲区较小，因此，与产生较大缓冲区的适应于较高光强度(304)的植物的传递函数的动力学相比，在传递函数中发现更快的动力学。
图4示出了在四种不同光强度下适应于500μE的植物的频率函数的增益(即，频域中的传递函数)：I：110μE(402)，II：530μE(404)，III：1750μE(406)，以及IV：110μE(408)。不同的光强度是具有相同光谱分布的偏移光强度设置的序列。在整个强度序列中，植物暴露于光强度调制，并且调制信号是在光强度中重复的阶跃增加，并测量阶跃响应以便识别每个光强度中的传递函数。在这种情况下，在频域中确定传递函数。如可以看到的，频率函数(即，传递函数在频域中的增益和相位)随着偏移光强度的增加而移到更高的频率。例如，从在110μE下建立的函数402开始，在530μE下确定的函数404明显移到更高的频率，这指示更快的动力学。此外，在1750μE下确定的函数406移到甚至更高的频率。530μE的较平坦的曲线404和1750μE的较平坦的曲线406指示较少的动力学，通常由指示“满”或“空”的缓冲区的状态丢失引起。在植物于110μE偏移光强度下恢复时确定的传递函数408接近初始频率函数402。
植物在暴露于光强度调制的阶跃函数之后所观察到的行为对于由缓冲区组成的***是典型的。因此，与(由于驯化)利用能量的容量有关的能量流(光强度)决定了***有多快响应输入信号(输入阶跃函数)。在这样的***中，如果通过***的流增加，则对输入信号的响应更快。另外，对于具有较小体积的缓冲***来说，即，与具有较高容量的***相比具有较低容量的***，响应更快。此外，如果达到***中的一个或更多个缓冲区的容量，则***失去状态。这样的损失对应于复杂性和***阶数的损失。当例如光强度相比于植物容量更高时，这可能通过发生极零点相消而看出。通过将反馈引入到缓冲***中，谐振峰值将出现在频率函数中。因此，植物响应背后的机制可被描述为具有反馈的缓冲***。
为了确定植物102的生长状态，可每次确定传递函数或仅确定一次。例如，利用预定的传递函数，用不同的偏移光强度或光谱、不同的光强度调制或关于偏移的不同调制信号来确定另一传递函数，并与先前的传递函数进行比较，以研究动力学是否已经改变，从而研究生长状态。可替代地，仅利用第一次确定为预定的传递函数的传递函数，只有单一频率或可能几个频率可用于输入光。例如，如图2c所示，对于单一频率，输入光强度被调制为关于已知偏移光强度204的正弦信号206。在输入光中仅有单一调制频率的情况下，可能不确定整个传递函数(即，对于比输入频率更多的频率)，而是可使用在单一调制频率下的荧光的动力学。在这种情况下，可将在单一频率下从检测到的光确定的增益和相位与在该调制频率下预定的传递函数的增益和相位进行比较。可替代地或另外，单一频率可用于相位和增益的两次确定，并且将两个增益和/或相位彼此进行比较，以便确定植物的状态。
图5示出了根据本发明的实施例的示例性***500。在图5中，发光设备104被布置为辐射植物102。光传感器110被布置为检测从植物发出的光。照射植物的光u(t)由发光设备104发出，但也可包括环境光。输入光u(t)可包括偏移光分量和与偏移光重叠的时变光分量。此外，检测到的偏移光可包括环境光。此外，在可替代的实施例中，发出的光可不包括偏移光，因此检测到的偏移光可仅包括环境光。检测到的光被表示为y(t)。检测到的光包括来自植物的荧光；荧光光谱以外的光可被过滤掉。光强度调制可包括仅远离荧光波长的光波长，从而便于检测荧光，因为反射光的波长远离荧光的波长。此外，控制单元108被布置为从传感器110接收信号，该信号y(t)包含关于检测到的光的信息(光谱组成、强度等)。控制单元108还被布置为控制朝向植物发出的输出光u(t)。例如，控制单元可控制照明装置106的发光设备104，或者控制单元可控制用于阻挡诸如太阳光的环境光的阻挡装置。该***被布置为具有到控制单元108的输入504的反馈***。输入504可与用户可能请求的植物的期望生长状态相关。例如，可能期望在给定时间生长具有某些属性的植物，例如，按时交付的完整的生长周期或植物的一定的茎大小或任何先前描述的属性。控制单元108接收对应于检测到的光的信号y(t)，并且借助对输入光u(t)的了解，控制单元确定传递函数(例如，传递函数G)。根据传递函数，通过对传递函数的参数、传递函数的极点和/或零点、或频域中传递函数的频率和/或相位来确定植物的生长状态。控制单元108将所确定的生长状态与输入504期望的生长状态进行比较。控制单元108还跟踪偏移光强度/光谱、光强度调制振幅/光谱和调制信号的属性(诸如振幅/频谱)、信号形式以及该信号形式的检测的相位。根据期望的生长状态和所确定的生长状态之间的对应关系或差异，控制单元可控制输入光u(t)的属性，例如以便对植物102的生长进行调节。例如，如果确定植物102受到胁迫，则朝向植物发出的用于使植物生长的光可能必须进行调制。例如，可能会发生植物102适应于当前向植物发出的不同的光强度。此外，可确定植物是否例如由于植物102的周围中的不利温度或偏差的浇水或CO2水平而大致上受到胁迫。此外，可调整光的光谱组成、振幅或调制频率以实现最佳生长。另外或可替代地，控制单元可跟踪植物的生长状态。通过了解生长状态，可以以更准确的方式确定生长状态。
因此，可在生长周期期间调整生长状态。特别地，期望的生长状态可相对于期望的生长周期的结束日期进行调整。例如，在(例如由于需求变化)请求在更短(或更长)的时间内完成生长周期的情况下，可实施用于使植物生长的不同方法，其中植物因此可以以更快(或更慢)的方式生长。在这样的情况下，可首先建立目标交付日期，然后建立估计所需的生产率，以便满***付日期。接下来，根据植物的驯化，例如，使用参照图3a-b所描述的程序可用于确定可用于使植物生长的最大PAR(光合有效辐射)强度。随后，最大PAR可与可能的CO2水平一起使用，以便确定尽可能快的交付。图6示出了例如在温室105中的CO2水平对PAR强度的曲线图。在y轴上，指示了CO2水平的可能跨度602，以及在x轴上，指示了关于植物102的最大耐受PAR 603。CO2水平的可能跨度可能受限于温室属性或其他技术限制，或受限于植物的生长。等曲线(isocurves)604-607指示了达到相应的交付时间的生产率曲线。例如，等曲线604可表示在14天内的交付，等曲线605可表示在12天内的交付，等曲线606可表示10天内的交付，以及等曲线607可表示在8天内的交付。例如，如果建立了已知的目标交付日期以及随后所需的生产率，则可以找到对应的等曲线。通过确定的最大PAR强度，可对是否可满***付日期进行评估，或者对满***付需要什么水平的CO2进行评估。在所图示的示例性曲线图中，8天的交付等曲线在CO2的可能跨度之外，并且超出了植物102的最大耐受PAR，因此不可能满足8天交付。然而，12天的等曲线部分地在CO2的可能跨度内，并且在最大耐受PAR603内，因此可满足在12天内交付。
图7提供了根据本发明的示例性实施例的方法步骤的流程图。流程图描述了用于通过确定例如传递函数的参数、传递函数的增益或相位来确定植物102的生长状态的步骤。在第一步骤S702中，确定朝向植物的入射光的属性。例如，该属性可以是偏移光强度和/或偏移光谱。可选地，在S704，在确定当前的生长状态之前植物所经受的光属性被确定。现在，可评估S706先前的光属性连同在步骤S702中确定的当前属性是否足以确定生长状态。例如，偏移光强度可能太高(或太低)，使得植物当前受到胁迫。在这样的情况下，可降低偏移光强度，并且可在正常偏移光强度下确定生长状态，其中允许植物适应光并因此不会对光产生胁迫(但可能对例如营养、浇水等产生胁迫)。另一示例是，如果周围的光不够稳定，则可能无法获得对植物生长状态的可用评估，因此需要稳定偏移光强度。此外，如果偏移光强度已经长时间(例如，几天)稳定，则可知道植物适应该偏移光强度。如果生长状态可根据先前的光属性以及当前的属性确定，则可对偏移光进行修改S708(例如，对光谱的强度进行修改)，以便在需要时对生长进行调节，并且该方法返回到步骤S702。此外，该方法可根据植物所处于的生长状态确定返回到步骤S702，或者进行到后续的步骤。例如，如果植物处于“终止状态”，则其对确定生长状态是没有用的，而如果植物处于“开花状态”，则可能高度相关从而优化植物102的生长。在步骤S706之后，如果需要进一步评估，则可使用本发明的方法来执行以下步骤。首先，选择包括光强度调制的振幅和/或光谱的光强度调制S709。随后，选择调制信号，例如，可用阶跃上升207或阶跃下降208形式的光强度调制(即，宽带信号)来照射植物S710。可替代地，使用具有多个调制频率的正弦调制信号(例如，扫描的卷积)S712，或使用单一频率调制S714。随后，检测从植物102发出的光S716。在检测步骤S716中，考虑了调制信号的相位。例如，如果调制信号是方波，则适合于在相同的沿(下降沿或上升沿)上进行测量，以便能够对传递函数进行比较，或者如果调制信号是正弦信号，则每次在相同的相位下执行检测。光包括植物对输入光的响应。例如，检测到的光包括来自植物102的荧光。基于检测到的光和关于在具有特定光属性的特定光设置(例如，偏移光强度/光谱、光强度调制振幅/频谱、以及调制信号的属性，诸如振幅/频谱、信号形式以及检测到的信号形式的相位)中植物的传递函数的知识，确定传递函数参数或相位和增益S718。根据传递函数参数或相位和增益，通过将其与在已知生长状态和光属性中确定的先前确定的传递函数或相位和增益进行比较来确定生长状态S720。如果要对其他光设置或环境条件(例如，CO2水平、浇水等)进行评估，则该方法现在可返回到步骤S702。如果需要对光进行修改以便调节生长，则该方法可进一步前进到步骤S708，随后方法返回到步骤S702。
图8示出了依赖于x轴上的光适应水平(或胁迫等级)和y轴上的偏移光强度的传递函数的示例性表。注意的是，光适应水平被划分成与框相一致的低(L，低适应水平)、中(M，中度适应)和高(H，高度适应)(其中相应的传递函数为(G1、G2、G3、G4、G5、G6))。这些框指示相应的传递函数(G1、G2、G3、G4、G5、G6)在光适应的哪个范围(L、M、H)内以及在偏移光强度的哪个范围内有效。例如，如果确定的传递函数是G4，则可断定植物是“中度”光适应(或在相应的胁迫等级下)。可替代地或另外，如果确定的传递函数是G5，则可断定植物处于“中度”光适应水平，并且偏移光强度在范围802内。另一示例是，传递函数G1可对应于“低”的光适应水平，并且在从804至805的范围内，该范围例如是80μE(804)至250μE(805)，传递函数G4的上偏移光强度水平806例如可以是500μE(806)。注意的是，可借助相应的传递函数获得其他生长属性(诸如水位、营养水平、CO2水平等)的与图8中所示的表类似的表。
下表非详尽地总结了影响传递函数及其参数的因素。例如，偏移光的频谱或整体强度的变化影响传递函数的参数。输入光的调制类型影响传输函数以及强度(即，调制的总振幅或偏移强度和调制振幅的组合)以及调制的输入光的频谱。调制类型可以是宽带信号，诸如，阶跃脉冲、PRBS(伪随机二进制序列)信号和方波中的一种。然而，输入光可包括任何具有特定的频率分量范围的任意波形，并且也可具有特定相位。宽带信号可包括在0.001-100rad/s或甚至更高(诸如高达1000rad/s)的范围内的频率含量。
Figure GDA0002941568010000201
控制单元108可以是模拟或时间离散的，包括通用处理器、专用处理器、包含处理组件的电路、一组分布式处理组件、配置用于进行处理的一组分布式计算机等。处理器可以是或包括任意数量的硬件组件，其用于进行数据或信号处理或用于执行储存在存储器中的计算机代码。存储器可以是用于存储数据和/或计算机代码的一个或更多个设备，其中所述计算机代码用于完成或促进本说明书中描述的各种方法。存储器可包括易失性存储器或非易失性存储器。存储器可包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件或用于支持本说明书的各类活动的任何其他类型的信息结构。
还提供了计算机程序产品，其用于控制控制单元以执行以下步骤：用包括光强度调制分量的输入光照射植物；检测从植物发出的光；确定植物周围的偏移光强度，该偏移光强度是输入光的静态分量；确定输入光和检测到的光之间的相位和增益；基于输入光和检测到的光之间的预定关系以及相位和增益，确定植物的生长状态。
本公开设想用于完成各个操作的方法、***和在任何机器可读介质上的程序产品。可以运用现有计算机处理器、或通过为此目的或其他目的所引入的恰当***的专用计算机处理器或通过硬接线的***来实现本公开的实施例。本公开的范围之内的实施例包括程序产品，其包括用于携带或具有存储于其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读介质。这种机器可读介质可以是任意可用介质，其可通过通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问。举例来讲，这种机器可读介质可包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘储存器、磁盘储存器或其他磁储存设备、或可用于携带或存储以机器可执行指令或数据结构形式的所需程序代码的且可以通过通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问的任何其他介质。当信息通过网络或另一通信连接(硬接线的、无线的或硬接线或无线的组合)被传送或提供到机器时，该机器适当地将这个连接视为机器可读介质。因此，任意这种连接被适当地称之为机器可读介质。上面的组合也被包括在机器可读介质的范围内。机器可执行指令包括例如指令和数据，该指令和数据使得通用计算机、专用计算机或专用处理机器执行某一功能或一组功能。
优选地，控制单元是微处理器或任何其他类型的计算设备。类似地，计算机可读介质可以是任何类型的存储器设备，包括可移除非易失性/易失性随机存取存储器、硬盘驱动器、软盘、CD-ROM、DVD-ROM、USB存储器、SD记忆卡或本领域内已知的类似的计算机可读介质中的一个。
尽管附图可能示出了方法步骤的特定顺序，但是该步骤的顺序可以不同于所描述的顺序。另外，可以同时或部分同时进行两个或更多个步骤。这种变化将取决于所选的软件和硬件***并且取决于设计者的选择。所有这种变化在本公开的范围之内。同样地，软件实现可以用具有基于规则的逻辑和其他逻辑的标准编程技术来完成以完成各个连接步骤、处理步骤、比较步骤和决策步骤。
另外，尽管已经参照本发明的具体示例性实施例对其进行了描述，但是对于本领域的技术人员来说，许多不同的改变、修改等将变得明显的。技术人员在实践所要求保护的发明时通过研究附图、本公开内容及所附权利要求书能够理解并实现所公开实施例的变型。此外，在权利要求中，词“包括”不排除其他元素或步骤，且不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”不排除复数。

Claims (53)

1.一种用于确定含有叶绿素的植物的生长状态的方法，所述方法包括以下步骤：
用包括光强度调制分量(205、206、207、208)的输入光照射所述植物(102)；
检测从所述植物发出的荧光；
确定(S702)所述植物周围的偏移光强度(204)，所述偏移光强度是所述输入光的静态分量；
确定(S718)所述输入光和检测到的荧光之间的相位和增益，
基于所述输入光和所述检测到的荧光之间的预定关系以及所述相位和所述增益，确定(S720)所述植物的生长状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述偏移光强度(204)不为零。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述偏移光强度的所述步骤包括以下动作中的至少一个：
测量所述偏移光强度；
通过控制由发光设备(104)发出的人造光来控制所述偏移光强度；以及
确定所述植物的生长状态，将所述确定的生长状态与预定义的偏移光强度相关联。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述偏移光强度的所述步骤包括以下动作中的至少一个：
测量所述偏移光强度；
通过控制由发光设备(104)发出的人造光来控制所述偏移光强度；以及
确定所述植物的生长状态，将所述确定的生长状态与预定义的偏移光强度相关联。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述光强度调制分量是具有重复频率的循环调制信号。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，还包括基于所述偏移光强度的光谱分布来选择所述光强度调制分量的光谱分布。
7.根据权利要求5所述的方法，还包括基于所述偏移光强度的光谱分布来选择所述光强度调制分量的光谱分布。
8.根据权利要求1-4和7中任一项所述的方法，其中，所述光强度调制分量的光谱分布和/或所述静态分量的光谱分布排除所述植物的荧光波长。
9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述光强度调制分量的光谱分布和/或所述静态分量的光谱分布排除所述植物的荧光波长。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述光强度调制分量的光谱分布和/或所述静态分量的光谱分布排除所述植物的荧光波长。
11.根据权利要求1-4、7、9和10中任一项所述的方法，其中，所述预定关系是包括一组传递函数参数的传递函数，所述一组传递函数参数由以下步骤确定：
用具有光强度调制分量的输入光照射所述植物，所述光强度调制分量具有多个调制频率；
检测从所述植物发出的荧光；
使用***识别方法来确定所述一组传递函数参数。
12.根据权利要求5所述的方法，其中，所述预定关系是包括一组传递函数参数的传递函数，所述一组传递函数参数由以下步骤确定：
用具有光强度调制分量的输入光照射所述植物，所述光强度调制分量具有多个调制频率；
检测从所述植物发出的荧光；
使用***识别方法来确定所述一组传递函数参数。
13.根据权利要求6所述的方法，其中，所述预定关系是包括一组传递函数参数的传递函数，所述一组传递函数参数由以下步骤确定：
用具有光强度调制分量的输入光照射所述植物，所述光强度调制分量具有多个调制频率；
检测从所述植物发出的荧光；
使用***识别方法来确定所述一组传递函数参数。
14.根据权利要求8所述的方法，其中，所述预定关系是包括一组传递函数参数的传递函数，所述一组传递函数参数由以下步骤确定：
用具有光强度调制分量的输入光照射所述植物，所述光强度调制分量具有多个调制频率；
检测从所述植物发出的荧光；
使用***识别方法来确定所述一组传递函数参数。
15.根据权利要求11所述的方法，还包括确定用于映射生长状态和输入光的一组预定传递函数。
16.根据权利要求12-14中任一项所述的方法，还包括确定用于映射生长状态和输入光的一组预定传递函数。
17.根据权利要求11所述的方法，其中，所述传递函数是针对已知的偏移光强度和已知的光强度调制分量来确定的。
18.根据权利要求12-14中任一项所述的方法，其中，所述传递函数是针对已知的偏移光强度和已知的光强度调制分量来确定的。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述传递函数是针对已知的偏移光强度和已知的光强度调制分量来确定的。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述传递函数是针对已知的偏移光强度和已知的光强度调制分量来确定的。
21.根据权利要求15和19-20中任一项所述的方法，其中，所述光强度调制分量具有多个调制频率，所述方法还包括确定所述输入光和所述检测到的荧光之间的检测的传递函数，所述检测的传递函数包括传递函数参数，其中，所述相位和所述增益根据所述检测的传递函数确定。
22.根据权利要求16所述的方法，其中，所述光强度调制分量具有多个调制频率，所述方法还包括确定所述输入光和所述检测到的荧光之间的检测的传递函数，所述检测的传递函数包括传递函数参数，其中，所述相位和所述增益根据所述检测的传递函数确定。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，确定所述生长状态的所述步骤包括确定所述检测的传递函数的参数值与所述预定传递函数的参数值相比较的变化，其中，所述变化指示所述植物中的胁迫等级。
24.根据权利要求22所述的方法，其中，确定所述生长状态的所述步骤包括确定所述检测的传递函数的参数值与所述预定传递函数的参数值相比较的变化，其中，所述变化指示所述植物中的胁迫等级。
25.根据权利要求1-4、7、9-10、12-15、17、19-20和22-24中任一项所述的方法，其中，所述光强度调制分量是频率含量在0.001-100rad/s范围内的调制信号。
26.根据权利要求5所述的方法，其中，所述光强度调制分量是频率含量在0.001-100rad/s范围内的调制信号。
27.根据权利要求6所述的方法，其中，所述光强度调制分量是频率含量在0.001-100rad/s范围内的调制信号。
28.根据权利要求8所述的方法，其中，所述光强度调制分量是频率含量在0.001-100rad/s范围内的调制信号。
29.根据权利要求11所述的方法，其中，所述光强度调制分量是频率含量在0.001-100rad/s范围内的调制信号。
30.根据权利要求16所述的方法，其中，所述光强度调制分量是频率含量在0.001-100rad/s范围内的调制信号。
31.根据权利要求18所述的方法，其中，所述光强度调制分量是频率含量在0.001-100rad/s范围内的调制信号。
32.根据权利要求21所述的方法，其中，所述光强度调制分量是频率含量在0.001-100rad/s范围内的调制信号。
33.根据权利要求1-4、7、9-10、12-15、17、19-20、22-24和26-32中任一项所述的方法，其中，所述光强度调制分量选自伪随机二进制序列(PRBS)信号和随机宽带信号。
34.根据权利要求5所述的方法，其中，所述光强度调制分量选自伪随机二进制序列(PRBS)信号和随机宽带信号。
35.根据权利要求6所述的方法，其中，所述光强度调制分量选自伪随机二进制序列(PRBS)信号和随机宽带信号。
36.根据权利要求8所述的方法，其中，所述光强度调制分量选自伪随机二进制序列(PRBS)信号和随机宽带信号。
37.根据权利要求11所述的方法，其中，所述光强度调制分量选自伪随机二进制序列(PRBS)信号和随机宽带信号。
38.根据权利要求16所述的方法，其中，所述光强度调制分量选自伪随机二进制序列(PRBS)信号和随机宽带信号。
39.根据权利要求18所述的方法，其中，所述光强度调制分量选自伪随机二进制序列(PRBS)信号和随机宽带信号。
40.根据权利要求21所述的方法，其中，所述光强度调制分量选自伪随机二进制序列(PRBS)信号和随机宽带信号。
41.根据权利要求25所述的方法，其中，所述光强度调制分量选自伪随机二进制序列(PRBS)信号和随机宽带信号。
42.根据权利要求1-4、7、9-10、12-15、17、19-20、22-24、26-32和34-41中任一项所述的方法，其中，根据所述输入光和所述检测到的荧光之间的所确定的相位或增益，控制所述偏移光强度以对所述相位或所述增益的属性进行调制。
43.根据权利要求5所述的方法，其中，根据所述输入光和所述检测到的荧光之间的所确定的相位或增益，控制所述偏移光强度以对所述相位或所述增益的属性进行调制。
44.根据权利要求6所述的方法，其中，根据所述输入光和所述检测到的荧光之间的所确定的相位或增益，控制所述偏移光强度以对所述相位或所述增益的属性进行调制。
45.根据权利要求8所述的方法，其中，根据所述输入光和所述检测到的荧光之间的所确定的相位或增益，控制所述偏移光强度以对所述相位或所述增益的属性进行调制。
46.根据权利要求11所述的方法，其中，根据所述输入光和所述检测到的荧光之间的所确定的相位或增益，控制所述偏移光强度以对所述相位或所述增益的属性进行调制。
47.根据权利要求16所述的方法，其中，根据所述输入光和所述检测到的荧光之间的所确定的相位或增益，控制所述偏移光强度以对所述相位或所述增益的属性进行调制。
48.根据权利要求18所述的方法，其中，根据所述输入光和所述检测到的荧光之间的所确定的相位或增益，控制所述偏移光强度以对所述相位或所述增益的属性进行调制。
49.根据权利要求21所述的方法，其中，根据所述输入光和所述检测到的荧光之间的所确定的相位或增益，控制所述偏移光强度以对所述相位或所述增益的属性进行调制。
50.根据权利要求25所述的方法，其中，根据所述输入光和所述检测到的荧光之间的所确定的相位或增益，控制所述偏移光强度以对所述相位或所述增益的属性进行调制。
51.根据权利要求33所述的方法，其中，根据所述输入光和所述检测到的荧光之间的所确定的相位或增益，控制所述偏移光强度以对所述相位或所述增益的属性进行调制。
52.一种用于控制植物生长的方法，所述方法包括根据权利要求1-51中任一项所述的步骤以及以下步骤：
基于所述确定的生长状态和所述植物的期望的生长状态，控制所述输入光的属性，以将所述植物的生长朝向所述期望的生长状态调节。
53.一种用于确定植物的生长状态的***(100、500)，所述***包括：
至少一个发光设备(104)，所述至少一个发光设备被布置为朝向所述植物发出光，
至少一个光传感器(110)，所述至少一个光传感器用于检测从所述植物发出的荧光，以及
用于确定所述植物周围的偏移光强度的装置，所述偏移光强度包括人造光和自然光；
控制单元(108)，所述控制单元被布置为控制所述至少一个发光设备，并从所述至少一个光传感器接收与检测到的荧光有关的信息，其中，所述控制单元被配置为：
控制所述至少一个发光设备以发出光强度调制分量，所述光强度调制分量连同所述偏移光强度一起形成输入光；
确定所述输入光和所述检测到的荧光之间的相位和增益，以及
基于所述输入光和所述检测到的荧光之间的预定关系以及所述相位和所述增益，确定所述植物的生长状态。
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Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2823703A1 (en) * 2013-07-10 2015-01-14 Heliospectra AB Method and system for controlling growth of a plant
EP3045033A1 (en) 2015-01-14 2016-07-20 Heliospectra AB Method and system for growth status determination of a plant
CN107872952B (zh) * 2015-03-31 2021-06-15 昕诺飞控股有限公司 照射植物的***和方法
CN104982242B (zh) * 2015-08-03 2018-09-04 京东方科技集团股份有限公司 一种作物生长过程中的智能调光***及方法
US10842081B2 (en) * 2016-08-31 2020-11-24 Sensor Electronic Technology, Inc. Controlling light exposure of light sensitive object
JP7083846B2 (ja) * 2017-05-02 2022-06-13 １０６４４１３７ カナダ インコーポレイテッド Ｌｅｄ光を用いて植物を栽培する方法およびそれを利用したｌｅｄ光システム
JP2020528757A (ja) * 2017-07-31 2020-10-01 シグニファイ ホールディング ビー ヴィＳｉｇｎｉｆｙ Ｈｏｌｄｉｎｇ Ｂ．Ｖ． 一定の光強度のための調光方法
CN111279127B (zh) 2017-08-25 2023-03-31 阿格尼泰克斯股份有限公司 照明器材、照明***、受控环境农业***和方法
US10999976B2 (en) 2017-09-19 2021-05-11 Agnetix, Inc. Fluid-cooled lighting systems and kits for controlled agricultural environments, and methods for installing same
US11013078B2 (en) * 2017-09-19 2021-05-18 Agnetix, Inc. Integrated sensor assembly for LED-based controlled environment agriculture (CEA) lighting, and methods and apparatus employing same
CN108200682B (zh) * 2017-12-25 2020-04-14 中科稀土（长春）有限责任公司 一种非恒流电驱动的植物照明用led发光装置
CN108184300B (zh) * 2017-12-25 2019-08-09 中科稀土（长春）有限责任公司 一种植物生长的照明频闪方法和装置
CN108184475B (zh) * 2017-12-25 2020-06-19 中科稀土（长春）有限责任公司 一种植物工厂的光照***
CN108124755B (zh) * 2017-12-25 2020-06-19 中科稀土（长春）有限责任公司 一种植物工厂
CN108551909B (zh) * 2018-01-08 2020-06-19 中科稀土（长春）有限责任公司 一种植物照明装置的频闪方法
JP2019129364A (ja) * 2018-01-23 2019-08-01 セイコーエプソン株式会社 投射装置、投射システム、及び投射装置の制御方法
CA3099262A1 (en) 2018-05-04 2019-11-07 Agnetix, Inc. Methods, apparatus, and systems for lighting and distributed sensing in controlled agricultural environments
US20200000043A1 (en) * 2018-06-29 2020-01-02 Thrive Agritech Under canopy electromagnetic radiation device
WO2020033127A1 (en) 2018-08-10 2020-02-13 Rosstech, Inc. Tunable led light array for horticulture
CN109187478A (zh) * 2018-10-09 2019-01-11 魏泽林 一种生物样本多状态自动实验装置
US10656133B2 (en) * 2018-10-19 2020-05-19 Trimble Inc. Controlling plant detection systems using phase delay analysis
KR102635813B1 (ko) 2018-11-13 2024-02-08 아그네틱스, 인크. 통합된 카메라 및/또는 센서 및 무선 통신 수단을 구비한 환경 제어 농업을 위한 유체 냉각식 led-기반 조명 방법 및 장치
US10775299B2 (en) * 2019-01-08 2020-09-15 Trimble Inc. Optical tuning for plant detection
US11559004B2 (en) * 2019-01-10 2023-01-24 Fluence Bioengineering, Inc. Horticultural luminaire with LiDAR sensing
US11133518B2 (en) * 2019-01-15 2021-09-28 Nxp B.V. Organic matter powered device
EP3685656A1 (en) * 2019-01-23 2020-07-29 Merck Patent GmbH System for controlling a light-dependent condition of an organism and method of determining a configuration of the system
US11448630B2 (en) 2019-02-08 2022-09-20 Rensselaer Polytechnic Institute Plant fluorometer for remote detection of growth dynamics
KR102324742B1 (ko) * 2019-02-26 2021-11-10 서울대학교산학협력단 인공광원을 이용한 식물공장의 3차원 광환경 분석 장치 및 그 방법
JP7263200B2 (ja) * 2019-10-08 2023-04-24 ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 農業ハウスの環境制御システム
JP2023505677A (ja) 2019-12-10 2023-02-10 アグネティックス，インコーポレイテッド 照射器およびカメラおよび／またはセンサーを使用した、制御された環境園芸のためのマルチ知覚撮像方法および装置
JP2023505995A (ja) 2019-12-12 2023-02-14 アグネティックス，インコーポレイテッド 環境制御型園芸のための近接栽培システムにおける流体冷却ｌｅｄベースの照明器具
CN111024710B (zh) * 2019-12-17 2022-04-08 江苏恒宝智能***技术有限公司 一种农作物异常检测***及方法
WO2022061463A1 (en) * 2020-09-25 2022-03-31 G2V Optics Inc. Illumination control system and methods for modulating plant behavior
JP6956839B1 (ja) * 2020-09-29 2021-11-02 ソフトバンク株式会社 二酸化炭素吸収量推定システム及び方法
KR102399776B1 (ko) * 2020-11-25 2022-05-23 전북대학교산학협력단 상추 유전자원의 내염성 평가 지표 산출 방법
EP4074164B1 (en) 2021-04-12 2024-01-03 Heliospectra AB (publ) Light intensity control in an enclosed cultivation space
CN113840433B (zh) * 2021-09-24 2024-01-16 中国农业科学院都市农业研究所 一种农业发光装置

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3431909A (en) 1965-11-04 1969-03-11 Scott Paper Co Uncompressed tampon and applicator
US3628534A (en) 1969-02-10 1971-12-21 Tampax Inc Catamenial tampon and method
JPS6170928A (ja) * 1984-09-13 1986-04-11 株式会社日立製作所 植物栽培設備
US4804850A (en) * 1986-03-14 1989-02-14 Luminis Pty. Limited Measurement of fluorescence
US6699717B1 (en) * 1997-02-12 2004-03-02 The University Of Maryland Baltimore County Method using luminescent transition metal-ligand complex for detecting polar solvents
JP2002153127A (ja) * 2000-11-21 2002-05-28 Toda Biosystem:Kk 植物生育管理システム
JP3807940B2 (ja) * 2001-01-22 2006-08-09 独立行政法人科学技術振興機構 植物生育の診断方法
US20060149479A1 (en) * 2004-12-30 2006-07-06 Art, Advanced Research Technologies Inc. Method for improving fluorescence image contrast
JP2006284335A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Univ Nagoya クロロフィル蛍光測定方法およびクロロフィル蛍光測定装置
JP4876439B2 (ja) * 2005-05-31 2012-02-15 パナソニック電工株式会社 植物育成情報の提供方法
JP4224832B2 (ja) * 2006-12-28 2009-02-18 学校法人東海大学 分析装置
EP2129212B1 (en) 2007-03-23 2016-01-06 Heliospectra Aktiebolag System for modulating plant growth or attributes
CN102159937A (zh) * 2008-09-19 2011-08-17 三井造船株式会社 采用强度调制激光的荧光检测装置和荧光检测方法
JP4564567B2 (ja) * 2009-02-13 2010-10-20 三井造船株式会社 蛍光検出装置及び蛍光検出方法
CN101514963A (zh) 2009-03-25 2009-08-26 北京市农林科学院 一种植被荧光探测方法及装置
KR100940223B1 (ko) 2009-07-06 2010-02-04 (주)태봉 의료용 및 생리용 흡수체.
US8384047B2 (en) * 2009-12-21 2013-02-26 Sensor Electronic Technology, Inc. Fluorescence-based ultraviolet illumination
US8302346B2 (en) * 2010-01-26 2012-11-06 University Of Georgia Research Foundation, Inc. Biological optimization systems for enhancing photosynthetic efficiency and methods of use
DE102010027144A1 (de) * 2010-07-09 2012-01-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Trainingsverfahren für einen adaptiven Auswertealgorithmus, ein hyperspektrales Messgerät, sowie eine Vorrichtung zum Ausbringen eines Betriebsmittels
JP2014520524A (ja) * 2011-06-27 2014-08-25 ビーエーエスエフ プラント サイエンス カンパニー ゲーエムベーハー 植物標本をスクリーニングするスクリーニングデバイス
US10257988B2 (en) * 2011-12-02 2019-04-16 Biological Illumination, Llc Illumination and grow light system and associated methods
CN102841073A (zh) * 2012-09-10 2012-12-26 浙江大学 一种基于背景消除的植物冠层信息光谱检测方法
EP2710883A1 (en) * 2012-09-24 2014-03-26 Heliospectra AB Spectrum optimization for artificial illumination
CA2888618A1 (en) * 2012-12-20 2014-06-26 Heliospectra Ab Method and illumination system for plant recovery from stress
CA2901762C (en) * 2013-03-05 2021-10-19 Xiant Technologies, Inc. Photon modulation management system
EP2870859A1 (en) * 2013-11-07 2015-05-13 Heliospectra AB Method for controlling a growth cycle for growing plants using state oriented control
EP3045033A1 (en) 2015-01-14 2016-07-20 Heliospectra AB Method and system for growth status determination of a plant
US20170311553A1 (en) * 2016-05-02 2017-11-02 Sensor Electronic Technology, Inc. Ultraviolet Plant Illumination System
DE102017205845A1 (de) * 2017-04-06 2018-10-11 Osram Gmbh Verfahren, Lichtsystem und Gewächshaus
JP7083846B2 (ja) * 2017-05-02 2022-06-13 １０６４４１３７ カナダ インコーポレイテッド Ｌｅｄ光を用いて植物を栽培する方法およびそれを利用したｌｅｄ光システム
US20190335675A1 (en) * 2018-05-07 2019-11-07 Phuc Ngo Grow lights for horticulture

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