用于害虫检测的系统和方法

专利名称：用于害虫检测的系统和方法
技术领域：
0001本发明主要涉及害虫控制并且更具体地，涉及用于检测和
监控害虫的系统和方法。
背景技术：
0002例如臭虫和啮齿动物的各种生物被大多数人视为害虫。 除了通常不受欢迎之外，害虫会在很多情况下引起健康危害。例如， 当害虫与例如厨房这样的区域内的食物制品接触时，它们会传播各种 疾病。
0003害虫的出现，出没范围和藏匿地点很难确定。多数害虫 在人不在的时候——例如黑暗中——在诸如厨房的地方出没。当人进 入厨房并开灯时，害虫很快地匆忙跑回到它们隐匿的地点。因而，在 黑暗中很难确定它们集聚的地点和它们匆忙逃跑的地点。认知到这些 信息易于对害虫更有效的控制。因而，需要一种改进的害虫检测系统。

发明内容
0004前述的需要通过用于检测害虫的出现和运动的系统和方 法可以得以满足。害虫检测系统的各种实施例可以基于例如射束中断 检测器，射束背向散射(backscatter)检测器和/或热成像装置。基于 射束中断检测的系统可提供如对穿过指定射束的害虫进行计数的功 能。位于不同高度的多个这种射束可区分不同大小的害虫。基于热成 像的检测系统可提供如跟踪害虫运动的功能。通过检测害虫运动可以 启动记录，因此提高了记录和回顾表示监控区域内的害虫出现和运动 的信息的效率。害虫的运动可以在被动基础上进行监控，或通过提供 诱导运动的刺激物进行监控。
0005在一个实施例中，所述害虫检测系统包括被配置成产生 能量射束的发射器，被配置成检测来自射束的能量的第一接收器和提
供给所述第一接收器的处理器。所述处理器被配置成通过确定何时能 量射束至少部分被中断来对害虫的出现进行检测。在一个实施例中， 所述处理器也被配置成通过对期望时间段内的射束至少部分被中断的 次数进行计数来评估害虫出没的范围。
0006在一个实施例中，所述第一接收器与射束成一直线。在
一个实施例中，所述第一接收器被配置成当射束照射到害虫时接收来 自射束的背向散射能量。在一个实施例中，所述第一接收器被配置成
当射束照射到害虫时接收来自射束的收发分置(bistatic)的背向散射 的能量。在一个实施例中，所述第一接收器是电池供电的。在一个实 施例中，所述第一发射器是电池供电的。在一个实施例中，所述处理 器被配置成控制第一发射器。在一个实施例中，所述处理器被配置成 通过采用无线通信来控制第一发射器。在一个实施例中，所述处理器 被配置成通过采用无线通信接收来自第一接收器的数据。
0007在一个实施例中，在第一高度提供所述第一接收器，所 述系统还包括在第二高度提供的第二接收器。
0008在一个实施例中，所述第一发射器包括激光器。在一个 实施例中，所述第一发射器以基本连续的射束形式产生能量射束。在 一个实施例中，以间歇式射束形式产生能量射束。在一个实施例中， 所述第一发射器以脉冲射束形式产生能量射束。在一个实施例中，所 述第一发射器以基本连续的射束形式产生能量射束。
0009在一个实施例中，所述系统被配置成在夜晚产生能量射 束。在一个实施例中，所述害虫检测系统包括光传感器，并且所述系 统被配置成在相对黑暗的时间内产生能量射束。在一个实施例中，所 述系统被配置成在一个或更多个指定时间段内产生能量射束。在一个 实施例中，所述害虫检测系统包括被配置成检测人的运动的运动检测 器，并且其中所述系统被配置成在没有检测到运动时产生能量射束。 在一个实施例中，所述系统被配置成当打开房间的灯时关闭所述能量 射束。在一个实施例中，所述系统被配置成当运动检测器检测到运动 时关闭能量射束。在一个实施例中，所述接收器被配置成每隔一定间 隔发送数据。在一个实施例中，所述接收器被配置成当超过指定的害 虫检测计数时发送数据。在一个实施例中，所述接收器被配置成当检
测到至少部分射束被中断时发送数据。
0010在一个实施例中，所述接收器被配置成当来自射束的背 向散射发生改变时发送数据。在一个实施例中，所述接收器被配置成 当处理器询问时发送数据。
0011在一个实施例中，所述害虫检测系统包括被配置成产生 第一数字图像和第二数字图像的照相机，提供给该照相机的处理器。 所述处理器被配置成对第一数字图像和第二数字图像进行检查，以便 通过确定第一图像和第二图像中的害虫大小的物体的运动来检测一个 或更多个害虫的运动。
0012在一个实施例中，所述照相机被配置成从对应于热源的
红外光中产生图像。
0013在一个实施例中，所述害虫检测系统包括被配置成至少 部分照射照相机的视场的照射源。在一个实施例中，所述照射源包括 红外光源。在一个实施例中，所述照射源包括紫外线光源。
0014在一个实施例中，所述照相机包括由处理器控制的变焦 距特征。在一个实施例中，所述照相机包括由处理器控制的全景(pan) 特征。在一个实施例中，所述处理器被配置成通过采用无线通信对所 述照相机进行控制。
0015在一个实施例中，所述处理器被配置成对害虫数量进行 计数。在一个实施例中，所述照相机被配置成通过在第一图像中测量 害虫的大小，至少部分地对一个或更多个害虫进行识别。在一个实施 例中，所述照相机被配置成通过在第一图像和第二图像中测量害虫的 大小和运动轨迹，至少部分地对一个或更多个害虫进行识别。在一个 实施例中，所述处理器被配置成通过测量第一图像和第二图像中运动 对象的大小，至少部分地对害虫和人进行区分。
0016在一个实施例中，所述系统被配置成在夜晚工作。在一 个实施例中，还包括光传感器，并且其中所述系统被配置成在相对黑 暗的时间内工作。在一个实施例中，所述系统被配置成在一个或更多 个指定时间段内工作。在一个实施例中，所述害虫检测系统包括被配 置成检测人的运动的运动检测器，并且其中所述系统被配置成在没有 检测到运动的时间内工作。在一个实施例中，所述系统被配置成当打
开房间的灯时中止害虫检测。在一个实施例中，所述系统被配置成当 运动检测器检测到运动时中止害虫检测。
0017在一个实施例中，所述照相机被配置成每隔一定间隔发 送数据。在一个实施例中，所述照相机被配置成当超过指定的害虫检 测计数时发送数据。在一个实施例中，所述照相机被配置成当检测到 射束的至少部分中断时发送数据。在一个实施例中，所述照相机被配 置成当来自射束的背向散射发生变化时发送数据。在一个实施例中， 所述照相机被配置成当由处理器询问时发送数据。


0018图1示出了具有被配置成允许检测害虫的传感器和处理 器的害虫检测系统的一个实施例的方框图。
0019图2示出了可由图1的害虫检测系统的处理器执行的程 序的一个实施例。
0020图3A和3B示出了示例的检测器组件的一个实施方式， 该检测器组件可被配置成提供图1中系统的传感器的害虫检测功能。
0021图3C示出了示例的收发分置和/或单站(monostatic)背 向散射检测器组件的一个实施方式，该检测器组件可被配置成提供图1 中系统的传感器的害虫检测功能。
0022图4示出了具有多个检测器的检测器组件的一个示例实 施方式，所述多个检测器可位于不同高度并且被配置成区分被检测生 物的不同类型。
0023图5示出了示例程序的一个实施例，该示例程序可连同 图4中的示例检测器组件一起执行。
0024图6示出了示例程序，该程序可执行图5中程序的一部 分以便允许对被检测的生物示例相区分。
0025图7示出了示例程序，该程序可执行图5中程序的一部
分以便确定对被检测的和被区分的生物采取什么行动。
0026图8示出了在监控区域内的检测器分布示例的一个实施 方式，其示出了一个或更多个检测器可被分布在众多方位以检测监控 区域中不同部分的害虫的移动。0027图9示出了基于对监控区域成像的害虫检测系统的一个 实施例。
0028图IO示出了监控区域的示例图像，如热图像，示出了可 识别出具有热对比度的物体。
0029图ll示出了程序的一个实施例，该程序被配置成根据一 个或更多个热图像识别和检测害虫的移动。
0030图12示出了可执行图11的害虫运动检测程序的示例程序。
0031图13A-13D通过示例示出了怎样根据对不同时间得到的 热图像的比较来跟踪移动的害虫。
0032图14通过示例示出了怎样将图13A-13D中的示例移动以 汇总的方式表示出来。
0033图15示出了程序的一个实施例，该程序可被配置成监控 已被诱导的害虫的移动。
0034图16示出了可执行图15的诱导的移动监控程序的示例程序。
0035图17A和17B示出了可实现图16的示例程序的多个指 定示例程序。
0036图18示出了害虫监控系统的一个实施例，该监控系统通 信地连接到外部代理以便允许对机构(establishment)的外部监控。
0037图19示出了一个组件，该组件用于以发射器和接收器直 线排列的形式延着平坦表面如基线板、地面、柜台顶端和类似表面将 射束发射器和接收器固定，以便来自发射器的射束入射到接收器。
具体实施例方式
0038本发明涉及用于检测和/或跟踪害虫如臭虫、啮齿动物和 类似生物的系统和方法。众所周知，不受欢迎的害虫常常难于检测由 于它们通常在人不出现的时候活动。例如，在黑暗并且人类居住者不 在的夜晚厨房是可能发现害虫的一个区域。不受限制地进行记录，例 如示例厨房在全部黑暗时间内的热图像，并且最终获得关于害虫的信 息是可能的。不过，显然，这种方法需要资源以进行相对长时间的记
录。此外，人们要不得不回顾相对冗长的记录，该记录可能含有(如 果有的话)少量的有用信息。本发明传授了怎样以更有效的方式实现 对害虫的检测和/或记录。
0039图1示出了害虫检测系统100的一个实施例的方框图，该 系统包括传感器元件102，处理器元件104，和接口元件106。在一个 实施例中，所述害虫检测系统100可通过接口元件106被连接到外部 元件108。前述元件的各种示例性的功能在下面作更详细的描述。
0040一般而言，应了解所述处理器可包括例如计算机，程序逻 辑，或其它代表数据和指令的底层配置，该处理器按照说明书中的描 述工作。在其它实施例中，所述处理器可包括控制器电路，处理器电 路，处理器，通用单芯片或多芯片微处理器，数字信号处理器，嵌入 式微处理器，微控制器和类似元件。
0041此外，还应了解在一个实施例中，程序逻辑可以被实现为 一个或更多个元件。所述元件可被配置成实现一个或更多个处理器。 所述元件包括但不仅限于软件或硬件元件，模块如软件模块，面向对 象的软件元件，类元件和任务元件，处理方法，函数，属性，程序/进 程(procedure)，子程序，程序代码段，驱动程序，固件，微码，电 路，数据，数据库，数据结构，表，数组和变量。
0042图2示出了可由图1的系统100执行的程序110的一个实 施例。所述程序100从开始状态112开始，并且在程序块块114中程 序110执行害虫检测功能。在程序块块116中，程序110执行一个或 更多个后期检测功能。程序110在结束状态118结束。害虫检测的各 种示例和前述程序块块的检测后期检测功能在下面作更详细的描述。
0043图3A和3B示出了传感器组件120的一个实施例的工作 示例，该传感器组件120可作为上述关于图1描述的传感器元件102 的例子。如图3A所示，传感器组件120包括位于示例表面128上的发 射器122和接收器124。在一个实施例中，发射器122发射电磁辐射"射 束"126，当射束126完全不受阻碍时其可由接收器124检测到。为了 在说明书中描述，"射束"可包括非常连贯和定向的辐射如激光，平 行的或基本不受阻碍时形状足以由接收器124检测的其他类型的更分 散的辐射。
0044图3B示出在发射器122和接收器124之间的害虫130 可以中断或部分阻碍射束126,由于射束126被全部或部分中断，因此 接收器124检测出射束126的射束强度下降。因此，传感器组件120 可用于在发射器122和接收器124之间的区域内检测一个或更多个害 虫的出现。发射器122和接收器124之间的分隔距离可由诸多因素确 定，例如但不限于对射束126定义的程度，要监控的区域的大小，害 虫穿过射束126的概率密度以及期望的检测目标。例如，如果期望目 标是要监控较大区域，并且害虫的密度不是主要考虑的，则可将发射 器和接收器分开得相对较远并且采用相对高分辨的射束如激光。在另 一个示例中，如果期望目标是获得害虫穿过指定被监控区域的更准确 的计数，则可减少发射器和接收器之间的间隔，从而减少在指定时间 内由多于一个害虫将射束中断的可能性。
0045发射器122和接收器124也可被设置成按照射束126的单 站和/或收发分置散射对射束126的背向散射进行检测。图3C示出了 检测器组件示例的一个实施方式，在检测器组件中放置检测器124a以 接收来自害虫130的射束126的单站散射(monostatic scattering)，并 且放置检测器124b以接收来自害虫130的射束126的收发分置散射 (bistatic scattering)。
0046在背向散射布置中，发射器122和接收器124可被放置得 彼此相对较近，这样昆虫或其他害虫反射的射束可由接收器124检测 到。在一个实施例中，系统100确定了一个对应于房间中的反射源的 背景阈值的背向散射水平。当害虫走过或飞过射束时，背向散射水平 一般会变化并且因此系统100可以对害虫的出现进行记录。背向散射 系统具有的优势是背向散射易于出现在相对较大的角度区域。从而， 与射束中断系统的情况相比，对齐发射器122和接收器124相对比较 容易，使得射束126从发射器122行进到接收器124。在射束中断系统 中，发射器122和接收器124必须典型地成一直线以便由发射器122 发射的射束可由接收器124接收。
0047传感器组件120也可被配置成提供相对于示例表面128 的不同高度的射束126。 一个或更多个射束的不同高度可用于使害虫检 测系统对出现在被监测范围内的不同大小的生物进行区分。这种区分不同大小的生物的示例在图4中显示。
0048在如图4所示的示例检测系统140的一个实施例中，多个 传感器组件位于不同的选定的高度。例如，第一射束142在相对于示 例地面158的第一高度上；第二射束146在比第一高度更高的第二高 度上；第三射束150在比第二高度更高的第三高度上；第四射束154 在比第三高度更高的第四高度上。将四个示例对应的接收器160a、 160b、 160c和160d相对于表面158放置，以便检测它们各自连续的射 朿142、 146、 150和154，并且不检测它们各自中断的射束(或其他连 续的射束)。
0049所述四个示例的接收器160就功能而言被连接到处理器 162，该处理器可确定哪种生物类型可能引起一个或更多射束被中断。 为了描述，叙述了四个示例的生物——臭虫144，啮齿动物148，宠物 152和人156。为了描述，假设前述示例的生物按照所列高度递增。例 如，宠物152比啮齿动物148高。
0050如图4所示， 一个或更多个射束可位于不同高度以便使示 例的人156能够中断全部四个射束142、 146、 150和154。示例的宠物 152能中断三个较低射束142、 146和150但不能中断最高射束154。 示例的啮齿动物148能中断两个较低射束142和146但不能中断最高 的两个射束152和156。示例的臭虫144能中断最低射束144但不能中 断三个较高射束146、 150和154。基于对示例的射束高度的这种配置， 可以看出处理器162可被配置成对前述的四个示例的生物进行区分。 因此，应理解本发明教授的害虫检测系统可被配置成至少根据它们的 大小区分和/或识别不同类型的生物，因此改进了检测害虫(在这个示 例中是臭虫和啮齿动物)的方式。
0051图5示出了程序170的一个实施例，所述程序170可实现 前述对害虫进行检测并且将害虫与其他类型的生物相区分的功能。该 程序从起始状态172开始，并且在程序块174中该程序170提供一个 或更多个检测射束。在一个实施例中， 一个或更多检测射束位于相对 于指定表面如地面的不同高度。在程序块176中，所述程序170对一 个或更多个检测射束进行监控。在程序块178中，如果一个或更多个 检测射束被中断则所述程序170执行分析。
0052图6示出了程序190的一个实施例，所述程序190可以是 上述关于图5描述的程序170的一部分的示例。具体地说，程序190 是在上面参考图4描述的示例的检测系统140的背景下描述的，并且 程序190可通过图5的程序170的程序块176和178的某些结合来实 现。应理解程序190和检测系统140是用于描述目的的示例，并且决 非有意限制本发明教授的范围。
0053如图6所示，程序190在判决块192中确定是否有射束被 中断。如果答案是"否"，则程序190在程序块204中继续射束监控 功能。在一个实施例中，在预定时间之后程序190返回判决块192。如 果在判决块192中的答案是"是"，则程序190继续确定哪个(哪些) 射束被中断了。
0054在判决块194中，程序190确定第四射束是否被中断。如 果答案是"是"，则程序190在程序块206中确定被检测的生物可能 是人。如果答案是"否"，则程序190确定被检测的生物很可能不是 人，并且继续到判决块196。
0055在判决块196中，程序190确定第三射束是否被中断。如 果答案是"是"，则程序190在程序块208中确定被检测的生物可能 是宠物。如果答案是"否"，则程序190确定被检测的生物可能不是 人或宠物，并且继续到判决框198。
0056在判决块198中，程序190确定第二射束是否己经被中断。 如果答案是"是"，则程序190在程序块210中确定被检测的生物可 能是啮齿动物如大鼠或小鼠。如果答案是"否"，则程序l卯确定被 检测的生物可能不是人，宠物或啮齿动物，并且继续到判决块200。
0057在判决块200中，程序190确定第一射束是否已经被中断。 如果答案是"是"，则程序190在程序块212中确定被检测的生物可 能是臭虫。如果答案是"否"，则程序190确定被检测的生物可能不 是被编入程序以被识别的任何生物，并且程序190继续到可以执行诊 断功能的程序块202。
0058应理解上述关于图6描述的示例程序190是四个示例的射 束如何用来区分各种大小的生物的示例。应理解在这个示例中，有很 多实现区分逻辑的方法，并且程序190的示例的逻辑仅仅是一个示例。
0059图7示出了另一个示例程序220，该示例程序220可处理 从图6的示例程序190得到的被识别的生物信息。在一个实施例中， 程序220可被配置成在某些条件下忽略非害虫的出现，而对害虫执行 附加功能。因而，如图7所示，示例程序220在判决块222中确定被 检测的生物是否是人或宠物。如果答案是"是"，则如果程序确定被 检测的生物的出现是允许的，则程序在程序块226中忽略人或宠物。 如果答案是"否"，则程序220继续执行判决块224，它在此处确定被 检测的生物是否是害虫(在这个示例中为啮齿动物和/或臭虫)。如果 答案是"是"，则程序220在程序块228中执行登记、记录和跟踪害 虫的功能的某些组合。这些功能的一些示例在下面将更详细地描述。 在一个实施例中，如图7所示，示例程序220可执行基本重复的功能 来对随后的检测进行分析，以便从程序块226和228返回判决块222， 以及也从判决块224的"否"的结果返回判决块222。
0060图8通过示例示出了怎样将上述的基于射束中断的检测系 统安排在指定区域内，以记录和大致跟踪害虫的运动。检测系统230 的一个实施例可包括在指定区域内如房间232的不同位置的多个检测 器。例如，示例的第一检测器234a (带有发射器和接收器)被显示为 覆盖了沿着较长墙壁的相对较宽范围，以便允许检测如箭头236a指示 的害虫在较长墙壁的来回运动。相似的示例的第二检测器234b可为其 它墙壁之一提供覆盖，以便允许检测如箭头236b指示的害虫在那个墙 壁的来回运动。第三示例的检测器234c被显示为放置在示例房间232 的角落；这个检测器可用于检测如箭头236c指示的害虫在那个角落位 置的来回运动。
0061如图8进一步示出的，示例的检测器400也可包括发射器 组件402，其向不同方向发射一个或更多个射束(例如第一射束408和 第二射束410)。第一射束408被显示为可由第一接收器404检测，以 便提供关于害虫沿发射器组件402和第一接收器之间的区域(如箭头 412所示)运动的信息。第二射束410被显示为可由第二接收器406检 测，以便提供关于害虫沿发射器组件402和第二接收器406之间的区 域运动的信息。发射器组件402和相应的接收器404， 406可按照多种 方式配置，以便能够灵活检测害虫运动的方式和地点。
0062在一个实施例中，检测射束(如来自发射器组件402和相 应的接收器的射束)可以是无源设备。在一个实施例中，发射器可以 在基本连续的基础上提供射束。在一个实施例中，发射器可以在间断 基础上提供射束。发射器可按照灵活方式被扫描或被移动到不同位置。 在这个实施例中，可以从相应的接收器获得关于检测的信息0063在如图8所示的一个实施例中，来自检测器的检测信息(并 且在一个实施例中，仅来自接收器的检测信息)可被传送到如监控系 统238的处理元件。在一个实施例中，监控系统238可被配置成对指 定检测射束被中断的次数进行计数。在指定时间内对这个计数的累加 可表示对应于该检测射束的被覆盖范围内害虫运动的总量的估计。
0064在一个实施例中，监控系统238包括光传感器并且被配置 成当房间黑暗时运转害虫检测系统。在一个实施例中，监控系统238 被配置成根据一天中特定的时间(例如，在夜间时分，在清晨时分等) 运转害虫检测系统。许多害虫主要在黑暗降临时分和清晨时分活动。 在一个实施例中，通过在光熄灭后的特定时间内和害虫可能再次活动 的清晨时分的特定时间内运转害虫检测系统，监控系统238被配置成 节能的。以这个方式运转系统(例如，天黑后一段时期和清晨时分) 来节能。在一个实施例中，发射器122和接收器124是由电池供电的， 这种节能延长了电池的寿命。在一个实施例中，发射器122以脉冲模 式运转，其中射束126断续地发脉冲。以脉冲模式的运转节省了功率。 由于接收器124和监控系统238可以在噪声出现时(例如，来自其它 源的辐射)识别脉冲式射束126，因此以脉冲模式运转也可以用于提高 害虫检测系统中的信噪比。
0065在一个实施例中，发射器122和/或接收器124通过采用 无线通信(例如，红外，射频通信等)与监控系统238通信。在一个 实施例中，发射器122和/或接收器124通过采用单向无线通信与监控 系统238通信(例如，发射器接收来自监控系统238的指令，并且接 收器124将接收到的数据发送至监控系统238)。在一个实施例中，发 射器122和/或接收器124通过采用双向无线通信与监控系统238通信， 以便监控系统238既可以发送命令也可以接收来自发射器122和接收 器124的数据。在一个实施例中，接收器124通过当监控系统238询
17
问时或当接收器124检测射束中断(例如，完全或部分中断)时向监
控系统238发送数据来节能。在一个实施例中，接收器124在指定时 间段内采集数据(例如，对射束中断进行计数)并在周期间隔内将射 束中断数据发送至监控系统238。在一个实施例中，接收器124在指定 时间段内采集数据(例如，对射束中断进行计数)并且当中断计数超 过指定值和/或超过指定时间间隔时将射束中断数据发送至监控系统 238。
0066在一个实施例中，前述的基于射束中断的检测系统包括发 射器(若干)和接收器(若干)，它们被配置为用于包括但不局限于 激光和其它平行的非激光的光的射束。对于激光器来说，可采用多种 不同类型的激光器，包括例如红外激光器，氦-氖(HeNe)激光器，固 体激光器，激光器二极管和类似激光器。
0067在一个实施例中，发射器和/或接收器是电池供电的。在 一个实施例中，发射器和/或接收器通过无线通信与处理器104通信。
0068在一个实施例中，能量射束126对人类有危害或系统可能 在人或宠物干扰能量射束126时产生错误的检测。因此，在一个实施 例中，害虫检测系统被配置成当人或宠物可能在害虫检测系统正工作 的区域中时将能量射束126关闭。在一个实施例中，系统被配置成在 夜晚产生能量射束。在一个实施例中，害虫检测系统包括光传感器， 并且系统被配置成在相对黑暗的时间内产生能量光束。在一个实施例 中，系统被配置成在一个或更多个特定时间段内产生能量射束。在一 个实施例中，害虫检测系统包括被配置成检测人的运动的运动检测器， 并且其中所述系统被配置成在没有检测到运动时产生能量射束。在一 个实施例中，所述系统被配置成当打开房间的灯时关闭能量射束。在 一个实施例中，所述系统被配置成当运动检测器检测到运动时关闭能 量射束。在一个实施例中，接收器被配置成每隔一定间隔发送数据。 在一个实施例中，接收器被配置成当超过指定害虫检测计数时发送数 据。在一个实施例中，接收器被配置成当检测到射束的至少一部分中 断时发送数据。
0069在一个实施例中，接收器被配置成当来自射束的后向散射 发生变化时发送数据。在一个实施例中，接收器被配置成当处理器询
问吋发送数据。
0070图9-14示出了基于图像的害虫检测系统的各种实施例。
基于图像的害虫检测系统可单独使用或与其它检测系统(例如结合图
1-8和图19描述的基于射束的系统) 一起使用。在图9所示的一个实 施例中，基于图像的检测系统240包括成像装置242 (诸如照相机)， 其位于被监控区域如房间244的周围。照相机242被显示为具有覆盖 角(angular coverage) 248，其提供限定被监控区域250的视场246。 照相机242功能地连接到处理器252，该处理器252处理从照相机242 获得的图像。检测系统240还可以包括存储元件254，该存储元件可以 存储对应于原始图像和/或已处理图像的数据。
0071在一个实施例中，成像装置242包括热成像装置，其根据 视场内物体的热发射形成图像。这样的装置可用在害虫很可能活动的 黑暗的环境中。图IO示出了示例的监控地区(如厨房)的示例的热图 像260。为了说明图IO，假设亮色调区域比暗色调区域更温暖。因而， 示例的热图像260被显示为包括示例的厨房相关的物体(如炉子262)。 这样的物体甚至在关掉之后也可在很长的持续时间内保持温暖。因此， 示例的炉子被显示为温暖的物体。在一个实施例中，提供了可选光源 241，如红外光源或紫外光源以照射视场246的至少一部分。在一个实 施例中，可选光源241被配置成发射一个频带的光，该频带的光不会 干扰害虫但可以为照相机242照射害虫。本领域的技术人员应理解虽 然图9_14的成像系统是根据光学系统描述的，但成像系统可被配置成 使用其它形式的辐射，例如，微波辐射，毫米波辐射，声波辐射等。 一些害虫以非线性方式反射辐射并因此发射辐射并以不同频率照射它 们(例如， 一些昆虫在紫外线下发出荧光)，因此，在一个实施例中， 照相机242被配置成以与光源241提供的辐射不同的频率成像。
0072所示的示例图像260还包括相当于害虫的一个或更多个物 体264。如下面更详细描述的，可以将发热物体264 (如害虫)与静止 物体和/或已知物体区分出来。
0073图11示出了程序270的一个实施例，所述程序270可以 区分和识别被监控黑暗区域内移动的害虫。程序270在程序块272中 形成一个或更多个被监控的黑暗区域的图像。在程序块274中，程序
270相对地对照所获得图像的背景识别一个或更多个物体。在程序块 276中，程序270确定一个或更多个被识别的物体是否移动。在一个实 施例中，移动的物体可被识别为害虫。
0074图12示出了程序280的一个实施例，所述程序280可作 为上述关于图11描述的程序270的示例。示例程序280从起始状态282 开始。程序280在程序块284中形成被监控区域的图像(例如，热图 像，红外线图像，紫外线图像等)。在程序块286中，程序280识别 一个或更多个具有反差(contrast)(例如，热反差，红外反差，紫外 反差等)的物体。在程序块288中，程序288将一个或更多个被识别 的物体的位置与对应于前一图像的那些位置进行比较。在一个实施例 中，被识别的物体相对于前一图像的位移可理解为物体移动的结果； 因此，这样的物体可被识别为害虫。程序280在判决块290中确定是 否应继续监控。如果答案为"是"，则程序280返回程序块284以形 成另一热图像。如果答案为"否"，则程序280在结束状态292结束。
0075图13A-13D通过示例示出了如何确定被识别物体的运动。 根据示例图像确定运动物体可通过上述关于图12的示例程序280来实 现。图13A示出了带有被识别物体304、 306和308的第一示例图像 300，所述被识别物体相对被监控区域302的背景被对比。
0076图13B示出了带有被识别物体304、 306和308的第二个 示例的热图像310。在一个实施例中，在从第一个图像300预定时期后 得到第二图像310。在第二图像中识别的物体的位置是对比关于第一图 像的那些位置(前一图像的物体是用虚线轮廓描绘的)描绘的。如示 例的第二图像310所示，物体304和306由前一图像的运动分别描述 为箭头312和314。示例的物体308被显示为没有从第一图像300移动。
0077图13C和图13D示出了第三示例图像320和第四示例图 像330。在一个实施例中，在与第一和第二图像间的预定时间相似的预 定时间之后，得到这些图像。第三和第四图像还将两个示例物体304 和306的移动显示为箭头322， 332 (对于物体304)和箭头324， 334 (对于物体306)。示例物体308被所示为在示例的第三图像320和第 四图像330中没有移动。
0078在一个实施例中，对应于被识别的发热物体的运动的信息
(在图13A-13D的示例中，物体304的箭头312、 322、 332，物体306 的箭头314、 324、 334)可以按图14所示的示例表示法340的汇总方 式来表示。在示例表示法340中，示例物体304的图像间的移动被描 绘为位移线段342a、 342b和342c。类似地，示例物体306的图像间的 移动被描述为位移线段346a、 346b和346c。在一个实施例中， 一系列 连接的位移线段可用很多方法(例如样条技术)进行处理以得到线段 的平滑表示。因此，可以对位移线段342系列进行处理以形成光滑的 表示344。类似的，可以对位移线段346系列进行处理以形成光滑的表 示348。
0079根据前面关于图9-14的描述，可以看出基于成像的检测 系统的各种实施例可以根据害虫在适于它们的环境中的运动来对害虫 进行检测。如公众所知的，害虫通常喜欢在当人不在和/或者看不到它 们的黑暗的时候活动。因此，在黑暗中识别运动的物体如通过热成像， 紫外线成像，红外线成像和类似的方法可以根据害虫的大小和/或它们 的图像特征对其进行识别。通过检测表示害虫的参数(在一个实施例 为运动)，监控系统可选择地监控指定区域。例如，监控系统可以在 检测到合格的发热物体的运动之后开始记录热图像。当不再检测到运 动时这个记录暂停或终止。可以看出这种选择性的记录可以提高记录 监控信息以及回顾这些信息的效率。
0080图15-17示出了由选择的监控和/或记录提供的优势特征 不一定局限于黑暗区域的热成像。如上所述，害虫通常喜欢在它们感 到舒适的环境中活动。在很多情况下，黑暗提供了这样的舒适度。当 光线突然进入害虫滋生的房间(例如，打开现有的灯)，害虫一般匆 忙跑回到它们的隐蔽地。在一个实施例中，本发明教授的害虫监控系 统涉及诱导这样一个匆忙运动和记录该运动。可以看出记录这个匆忙 运动可提供关于出没范围和它们出处和/或藏匿地点的某种迹象的信 息。
0081图15示出了程序350的一个实施例，该程序诱导害虫运 动并选择地监控这样的运动。程序350在程序块352中为被监控区域 的害虫提供舒适的环境。在程序块354中，程序350从被监控区域诱 导害虫运动。在一个实施例中，这样的诱导运动包括害虫匆忙逃离被 监控区域。在程序块356中，程序350监控害虫运动以确定出没范围
和/或来源位置。
0082图16示出了程序360的一个实施例，该程序可作为关于 图15的上述程序350的示例。程序360在程序块362中为指定区域提 供了黑暗环境。在一个实施例中，可以在预定持续时间内提供这样的 黑暗以便为害虫提供舒适的环境。在一个实施例中，可以不在预定的 持续吋间内提供这样的黑暗；并且随后的监控功能可通过其它方法触 发，如上述的热成像技术。程序360在程序块364中为指定区域提供 光以诱导害虫匆忙运动。在程序块368中，程序360对害虫的运动进 行跟踪和/或记录以确定出没范围和/或来源位置。
0083图17A和17B示出了两个示例程序，这两个程序可实现 上述关于图16的程序360。如图17A所示，示例程序370在程序块372 中激活并且预备了数字摄影机或数字静止照相机242。在一个实施例 中，照相机242按照选定的预先聚焦和预定曝光设置来进行配置以便 在突然引入光之后害虫很可能很快运动时能够立刻适当记录图像。在 一个实施例中，程序370被配置成控制聚焦设置、曝光设置、可变焦 设置和/或全景设置中的一个或更多个。在一个实施例中，处理器370 可控制照相机242的聚焦和全景以改变视场250。程序370在程序块 374中照射被监控区域。在程序块376中，程序370在选定的持续时间 内记录被监控区域的图像。
0084示例程序370示出了在害虫可能运动的时间内选择地记录 被监控区域可以提高确定可能的害虫检测和来源位置的效率。如果存 在害虫，则在引入光之后的记录可真实地显示出害虫的出现。害虫到 它们藏匿点的运动还可以被真实地记录和回顾。
0085如图17B所示，示例程序380在程序块382中开始对区 域进行监控。在程序块384中，程序380对被监控区域提供诱导运动 的刺激物如光脉冲。程序380在程序块386中继续在选定的持续时间 内对区域进行监控。
0086示例程序380示出了刺激物不一定必须诱导害虫产生相对 激烈的反应，如匆忙的运动。在某些应用中，更需要在更"宽松"的 环境中对害虫的运动进行监控和跟踪。因此，示例的刺激脉冲在程序
380中以相当被动的监控和剧烈反应之间的某种程度的方式提供害虫
运动的诱导。
0087上述的害虫检测系统的各种实施例的一个或一些组合可以 连接到代理机构如公共卫生代理机构。图18示出了远程监控系统390 的一个实施例的方框图，在该远程监控系统中机构(establishment) 394 由害虫检测系统392监控。害虫检测系统392可以包括上述各个技术 中的任何一种技术或上述各个技术的一些组合。
0088在如图18所示的一个实施例中，害虫检测系统392可通 过链接398连接到监控代理机构396。在一个实施例中，链接398提供 了害虫检测系统392和代理机构396之间的通信链接。这样的连接可 以传送由害虫检测系统392从它监控的机构得到的信息。这种信息可 包括例如不论是原始形式还是某种汇总形式的被监控害虫的实际相关 记录。
0089在一个实施例中，所述系统被配置成在夜晚检测害虫。在 一个实施例中，害虫检测系统包括光传感器，并且所述系统被配置成 在相对黑暗的时间内检测害虫。在一个实施例中，所述系统被配置成 在一个或更多特定时间内检测害虫。在一个实施例中，所述害虫检测 系统包括被配置成检测人的运动的运动检测器，并且所述系统被配置 成当运动检测器没有检测到运动时的时间内检测害虫。在一个实施例 中，所述系统被配置成当房间灯打开时中断对害虫的检测。在一个实 施例中，所述系统被配置成当运动检测器检测到运动时中断对有害虫 的检测。
0090图19示出了组件401，该组件用于按照发射器122和接 收器124沿平坦表面如基线板，地面，柜台顶端和类似表面直线排列 的形式将射束发射器122和接收器124固定，以便来自发射器122的 射束126入射到接收器124。将发射器122和接收器124提供给刚性构 件400，以便发射器122的光束输出轴成直线地入射到接收器124的输 入。刚性构件400使发射器122和接收器124保持成一直线。可为组 件401提供平坦表面例如地面，基线板，柜台顶端等。在一个实施例 中，把发射器122提供给刚性构件400，以便当刚性构件固定在基线板 时，射束126足够接近地面以对相对小的害虫如昆虫，蟑螂、臭虫、 蜘蛛和类似物进行检测。
0091在一个实施例中，刚性构件400包括接合处402。刚性构 件400可以在接合处402被分开并且附加刚性构件伸展部分可以被添 加到接合处402以增加发射器122和接收器124之间的距离。
0092虽然上面公开的实施例已经示出，描述并且指出了作为适 于上面公开的实施例的本发明的功能性新颖特征，本领域的技术人员 应理解在不偏离本发明范围的情况下，各种对所述装置、系统和/或方 法的细节的省略，替代和改变都是可以的。因此，本发明范围应不限 于上述的说明书，但应被附加的权利要求限定。
权利要求
1.一种用于检测害虫的系统，其包括被配置成产生能量射束的发射器；被配置成检测来自所述射束的能量的第一接收器；提供给所述第一接收器的处理器，所述处理器被配置成通过确定所述能量射束何时被至少部分地中断来对害虫的出现进行检测，所述处理器进一步被配置成通过在期望的时间段内对所述射束被至少部分地中断的次数进行计数来估计害虫的出没范围。
2. 根据权利要求1的所述系统，其中所述第一接收器与所述射束成一直线。
3. 根据权利要求1的所述系统，其中所述第一接收器被配置成当所 述射束照射害虫时接收来自所述射束的背向散射能量。
4. 根据权利要求1的所述系统，其中所述第一接收器被配置成当所 述射束照射害虫时接收来自所述射束的收发分置的背向散射能量。
5. 根据权利要求1的所述系统，其中所述第一接收器是电池供电的。
6. 根据权利要求1的所述系统，其中所述第一发射器是电池供电的。
7. 根据权利要求1的所述系统，其中所述处理器被配置成控制所述 第一发射器。
8. 根据权利要求1的所述系统，其中所述处理器被配置成采用无线 通信控制所述第一发射器。
9. 根据权利要求1的所述系统，其中所述处理器被配置成采用无线 通信接收来自所述第一接收器的数据。
10. 根据权利要求1的所述系统，其中所述第一接收器在第一高度被 提供，所述系统还包括在第二高度提供的第二接收器。
11. 根据权利要求1的所述系统，其中所述第一发射器包括激光器。
12. 根据权利要求1的所述系统，其中所述第一发射器以基本连续的 射束形式产生所述能量射束。
13. 根据权利要求1的所述系统，其中所述系统被配置成在夜晚产生所述能量射束。
14. 根据权利要求1的所述系统，还包括光传感器，并且其中所述系 统被配置成在相对黑暗的时间内产生所述能量射束。
15. 根据权利要求1的所述系统，其中所述系统被配置成在一个或更 多指定时间段内产生所述能量射束。
16. 根据权利要求1的所述系统，还包括被配置成检测人的运动的运 动检测器，并且其中所述系统被配置成在所述运动检测器没有检测到运 动的时间内产生所述能量射束。
17. 根据权利要求1的所述系统，其中所述系统被配置成当打开房间 的灯时关闭所述能量射束。
18. 根据权利要求1的所述系统，其中所述系统被配置成当运动检测 器检测到运动时关闭所述能量射束。
19. 根据权利要求1的所述系统，其中所述接收器被配置成每隔一定 间隔发送数据。
20. 根据权利要求1的所述系统，害虫检测计数时发送数据。
21. 根据权利要求1的所述系统， 射束至少部分中断时发送数据。
22. 根据权利要求1的所述系统， 束的背向散射发生改变时发送数据。
23. 根据权利要求1的所述系统， 询问时发送数据。所述接收器被配置成当超过指定的 所述接收器被配置成当检测到所述 所述接收器被配置成当来自所述射 所述接收器被配置成当所述处理器
24. —种用于检测害虫的系统，其包括 被配置成产生第一数字图像和第二数字图像的照相机； 提供给所述照相机的处理器，所述处理器被配置成通过在所述第一图像和第二图像中确定害虫大小的物体的运动对所述第一和第二数字图 像进行检査以检测一个或更多个害虫的运动。
25. 根据权利要求24的所述系统，还包括被配置成至少部分地照射 所述照相机的视场的照射光源。
26. 根据权利要求25的所述系统，其中所述照射光源包括红外线光源。
27. 根据权利要求25的所述系统，其中所述照射光源包括紫外线光源。
28. 根据权利要求24的所述系统，其中所述照相机包括由所述处理 器控制的变焦距特征。
29. 根据权利要求24的所述系统， 器控制的全景特征。
30. 根据权利要求24的所述系统， 用无线通信控制所述照相机。
31. 根据权利要求24的所述系统， 一个或更多害虫进行计数。其中所述照相机包括由所述处理 其中所述处理器被配置成通过采 其中所述处理器被配置成对所述
32. 根据权利要求24的所述系统，其中所述照相机被配置成通过在 所述第一图像中测量所述害虫的大小来至少部分地对所述一个或更多害 虫进行识别。
33. 根据权利要求24的所述系统，其中所述照相机被配置成通过在 所述第一图像和第二图像中测量所述害虫的大小和运动轨迹来至少部分 地对所述一个或更多害虫进行识别。
34. 根据权利要求24的所述系统，其中所述处理器被配置成通过在 所述第一图像和第二图像中测量移动物体的大小来至少部分地对害虫和 人进行区分。
35. 根据权利要求24的所述系统，其中所述系统被配置成在夜晚工作。
36. 根据权利要求24的所述系统，还包括光传感器，并且其中所述 系统被配置成在相对黑暗的时间内工作。
37. 根据权利要求24的所述系统，其中所述系统被配置成在一个或 更多个指定时间段内工作。
38. 根据权利要求24的所述系统，还包括被配置成检测人的运动的运动检测器，并且其中所述系统被配置成在未检测到运动的时间内工作。
39. 根据权利要求24的所述系统， 间的灯时中止害虫检测。
40. 根据权利要求24的所述系统， 测器检测到运动时中止害虫检测。
41. 根据权利要求24的所述系统， 定间隔发送数据。
42. 根据权利要求24的所述系统， 指定的害虫检测计数时发送数据。其中所述系统被配置成当打开房 其中所述系统被配置成当运动检 其中所述照相机被配置成每隔一 其中所述照相机被配置成当超过
43. 根据权利要求24的所述系统，其中所述照相机被配置成当检测 到所述射束的至少部分中断时发送数据。
44. 根据权利要求24的所述系统，其中所述照相机被配置成当来自 所述射束的背向散射发生改变时发送数据。
45. 根据权利要求24的所述系统，其中所述照相机被配置成当所述 处理器询问时发送数据。
46. 根据权利要求1的所述系统，其中所述照相机被配置成从对应于 热源的红外光中产生图像。
全文摘要
各种用于检测害虫的出现和移动的系统和方法。害虫检测系统的各种实施例可以基于例如射束中断检测器或热成像装置。基于射束中断检测的系统(234，400)可提供如对穿过指定射束(126)的害虫进行计数的功能。位于不同高度的多个这样的射束也能够区分不同大小的害虫。基于热成像的检测系统可提供如跟踪害虫运动的功能。通过检测到害虫的移动来启动记录，因此提高了记录和回顾表示在监控区域内害虫出现和运动的信息的效率。害虫的移动可以在被动基础上进行监控，或通过提供诱导移动的刺激物进行监控。
文档编号A01M31/00GK101170901SQ200680014994
公开日2008年4月30日 申请日期2006年2月22日 优先权日2005年3月22日
发明者L·凯茨 申请人:L·凯茨