一种害虫诱捕计数装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种害虫计数装置，包括：箱体以及设置在箱体上的诱捕室（1）、高压电网（2）、集虫漏斗（3）、红外传感器单元（4）、图像采集单元（5）、害虫载物台（6）、主控制器单元（8）。本实用新型提供的害虫诱捕计数装置中，同时结合红外计数技术和图像计数技术对害虫进行计数，能够避免单一计数造成的准确率较低的问题，同时由于图像采集单元是在红外传感器单元的触发下采集图像信息，能够实现基于红外计数和图像计数两种计数结果的相互校验，进一步提高害虫计数的准确性。
【专利说明】一种害虫诱捕计数装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及农业【技术领域】，尤其涉及到一种害虫诱捕计数装置。
【背景技术】
[0002]田间害虫种类多、数量大，且发生代数多，对农业生产造成了很大的影响。害虫种类和数量的获取是害虫精准防治的前提，目前害虫种类识别与计数主要靠人工到田间进行抽样调查、清点诱集器里的害虫等方法，这些方法耗时、费力，监测人员的工作量大，主观因素影响大，数据应用的时效性差，无法实现害虫的实时预测预报，离生产实际需求还有一定差距。为了解决害虫种类识别、数量数据获取上费时、费力的问题，一些新的害虫自动监测识别与计数的新技术不断被探索，目前主要的监测技术有红外传感器、机器视觉技术等，这些技术的发展提高了害虫自动识别与计数的效率，极大促进了害虫监测自动化的发展。
[0003]基于红外传感器的害虫监测计数的优点是计数速度快，对环境条件要求较低，抗干扰性强，适合在野外环境中进行害虫的监测应用，适合于性诱剂引诱的害虫诱捕器中使用，但该技术也存在着其它杂物落入而造成的多计数的问题。如专利:US2009/0252284A1应用红外传感器进行害虫实时监测计数；韩国专家Kim等基于红外传感器进行苹果园梨小食心虫的远程实时监测，监测数据由CDMA发送到相关网站，实现害虫的远程监测(Kim YG, Jung SC, Kim Y,Lee YT,2011.Real-time monitoring of oriental fruitmoth, Grapholita molesta, populations using a remote sensing pheromone trap inapple orchards.J.Asia P.Ent.，14:259-262.)。上述专利于田间应用中容易受到非革巴标害虫杂物的干扰，对计数结果的准确性造成了一定的影响。因此，基于红外计数结果的准确性还需要人工去核对，而且无法知道那个时间段的计数结果有问题。
[0004]基于机器视觉图像的昆虫自动识别与计数技术具有省时省力、智能化等优点，目前该方法已成为田间害虫自动识别、计数的一种主要方法。为了监测田间飞行性害虫，应用高压电网电击将害虫击死是一种常用的方法，高压电网电击后会造成害虫肢体残缺。图像处理过程中所提取的特征会与肢体较完整的害虫产生较大的差异，导致靶标害虫的误识另IJ，降低靶标害虫识别的准确率。
[0005]专利201310230631实用新型了一种害虫诱捕室和害虫远程识别监控系统，基于红外传感器获取害虫数量信息，通过采集图像信息进行害虫分类。但该系统未基于红外传感器进行照相触发，以及未对红外计数结果和图像计数结果进行校验。
[0006]红外传感器与机器视觉是田间害虫计数的重要方法，由于基于红外传感器的害虫计数与基于机器视觉的害虫计数都存在着不同的缺陷，因此有必要建立一种基于红外传感器、机器视觉优势互补的害虫自动计数装置，以提高害虫计数准确率。
实用新型内容
[0007](一)要解决的技术问题
[0008]本实用新型提供了一种害虫诱捕计数装置，以解决现有技术中的害虫诱捕计数装置准确率较差的问题。
[0009](二)技术方案
[0010]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种害虫诱捕计数装置，包括:箱体以及设置在箱体上的诱捕室(I)、高压电网(2)、集虫漏斗(3)、红外传感器单元(4)、图像采集单元
(5)、害虫载物台(6)、主控制器单元(8);
[0011]其中所述高压电网(2)位于所述诱捕室(I)内，所述集虫漏斗(3)位于所述高压电网(2)的下方，所述红外传感器单元(4)位于集虫漏斗(3)的下部通道上；所述害虫载物台(6)位于集虫漏斗(3)的下方，所述图像采集单元(5)的位置与所述害虫载物台(6)相对应；所述红外传感器单元(4)与所述图像采集单元(5)相连，并在感应到红外信号后触发图像采集单元(5)采集图像；
[0012]所述主控制器单元(8)包括红外计数模块、图像计数模块，其中所述红外计数模块与所述红外传感器单元(4)相连，所述图像计数模块与所述图像采集单元(5)相连。
[0013]优选的，所述计数装置还包括:
[0014]害虫回收单元(7)，位于所述害虫载物台(6)的下方；
[0015]所述害虫载物台(6)还包括电动条刷，用于将害虫推入害虫回收单元(7)中。
[0016]优选的，害虫回收单元(7 )采用抽屉式设计。
[0017]优选的，所述计数装置还包括:计数显示与设置模块(9)，所述计数显示与设置模块(9 )位于箱体外部，且与所述主控制器单元(8 )相连。
[0018]优选的，所述诱捕室(I)为三角屋，三角屋的入口为孔洞型，且大小可根据靶标害虫的大小进行调节。
[0019]优选的，所述诱捕室(I)中设置有M型防逃逸装置。
[0020]优选的，所述高压电网(2)呈垂直排列，且所述高压电网(2)外设置有电动绝缘刷，用于定时清理粘于高压电网上的害虫。
[0021]优选的，红外传感器单元(4)包括若干个红外传感器，所述若干个红外传感器分上下两层布置；且在依次接收到上层红外传感器和下层红外传感器发送的触发信号后，所述红外计数模块的计数加1，在依次接收到下层红外传感器和上层红外传感器发送的触发信号后，所述红外计数模块的计数减I。
[0022]优选的，每一层部署2对以上红外传感器，同一层红外传感器之间的间距可根据害虫的大小进行调整。
[0023]优选的，所述图像采集单元(5)包括CXD摄相机、环形灯。
[0024]优选的，所述计数装置还包括蓄电池(10)，以及与所述蓄电池(10)相连的太阳能板(11)，所述太阳能板(11)置于所述箱体的上方，为蓄电池提供电源。
[0025]优选的，所述主控制器(8)包括通信模块。
[0026]优选的，所述主控制器(8)还包括GPS模块。
[0027](三)有益效果
[0028]本实用新型提供的害虫诱捕计数装置中，同时结合红外计数技术和图象计数技术对害虫进行计数，能够避免单一计数造成的准确率较低的问题，同时由于图像采集单元是在红外传感器单元的触发下采集图像信息，实现基于红外传感器计数和图像计数两种计数结果的相互校验进一步提高害虫计数的准确性。【专利附图】
【附图说明】
[0029]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本实用新型实施例提供的害虫诱捕计数装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0032]本实用新型提供一种害虫诱捕计数装置，参见图1，包括:
[0033]箱体以及设置在箱体上的诱捕室1、高压电网2、集虫漏斗3、红外传感器单元4、图像采集单元5、害虫载物台6、主控制器单元8 ；
[0034]其中所述高压电网2位于所述诱捕室I内，所述集虫漏斗3位于所述高压电网2的下方，所述红外传感器单元4位于集虫漏斗3的下部通道上；所述害虫载物台6位于集虫漏斗3的下方，所述图像采集单元5的位置与所述害虫载物台6相对应；
[0035]所述主控制器单元8包括红外计数模块、图像计数模块，其中所述红外计数模块与所述红外传感器单元4相连，所述图像计数模块与所述图像采集单元5相连。
[0036]这里的红外传感器单元与红外计数模块结合实现对害虫计数的过程可以与现有技术中的对害虫的红外计数一致，即红外传感器单元在感应到红外信号后，产生一个跳变信号，触发红外计数模块对害虫进行计数(将害虫的数目加1)，图像采集单元与图像计数模块结合实现对害虫计数的过程也可以与现有技术一致，图像采集单元在红外传感器的触发闪光、拍照采集图像，并发送到图像计数模块，图像计数模块对图像信息进行分析，实现害虫的计数。需要指出的是，如【背景技术】中所指出的，红外计数技术和图像计数技术都是较为成熟的技术，因此就为了实现本实用新型所提供的技术方案，并不需要进行相应的软件上的改进。
[0037]优选的，如图1所示，上述的计数装置还包括:害虫回收装置7，位于所述害虫载物台6的下方，所述害虫载物台6还包括电动条刷，电动条刷由主芯片上的IO 口进行步进电机驱动器的控制，步进电机需要的供电电压是12V，用主芯片的是六个IO 口分别控制步进电机的CP+，CP-, EN+, EN-, DIR+, DIR-。步进电机驱动器上的A+，A-, B+，B-与电机直接连接，进行电机的控制，用于将害虫推入害虫回收装置7中。
[0038]优选的，所述害虫回收单元7位于计数装置的中下部，采用抽屉式设计，用于收集电击后的虫体，并方便将虫体倒出。
[0039]优选的，如图1所示，上述的计数装置还包括:计数显示与设置模块9，所述计数显示与设置模块9位于箱体外部，且与所述主控制器单元8相连，用于计数装置的初始设置、计数查询、监测害虫对象的选择、电压调节或开关控制。
[0040]优选的，所述显示与设置模块9外还可以外加一层门进行防护。[0041]优选的，所述诱捕室I位于害虫计数装置的上部，为三角屋。害虫从三角屋两侧进入，两侧为透明材料，入口为孔洞型，孔洞大小可根据靶标害虫的大小进行调节，洞口内部具有M型防逃逸装置。三角屋中间挂有性诱剂，性诱剂的味道通过孔洞向外散发进行靶标害虫的引诱。
[0042]优选的，所述诱捕室I中设置有M型防逃逸装置，以防止害虫逃逸。
[0043]优选的，所述高压电网(2)呈垂直排列，且所述高压电网(2)外设置有电动绝缘刷，电动绝缘刷由主芯片上的IO 口进行步进电机驱动器的控制，步进电机需要的供电电压是12V，用主芯片的是六个IO 口分别控制步进电机的CP+，CP-，EN+，EN-，DIR+，DIR-。步进电机驱动器上的A+，A-, B+，B-与电机直接连接，进行电机的控制，用于定时清理粘于高压电网上的害虫。
[0044]优选的，所述集虫漏斗3的下部的通道末端为弯形，以避免光线影响红外传感器工作。所述集虫漏斗3的圆锥形部分用于收集高压电网电击后落入的害虫，害虫落入通道的大小、形状可根据具体害虫的种类进行调节。
[0045]优选的，红外传感器单元4包括若干个红外传感器，所述若干个红外传感器分上下两层布置；且在依次接收到上层红外传感器和下层红外传感器发送的触发信号后，所述红外计数模块的计数加I，在依次接收到下层红外传感器和上层红外传感器发送的触发信号后，所述红外计数模块的计数减I。
[0046]实际应用中，一种可能的实现方式是将上层的红外传感器的输出与核心主控制器的一个IO 口相连接，下层的红外传感器的输出与核心主控制器的另一个IO 口相连接。当先检测到第一个IO 口有信号的跳变，再检测到第二个IO 口有信号的跳变时，则进行的是加I的操作。当先检测到第二个IO 口有跳变，然后是第一个IO 口有跳变时，则是减I的操作。
[0047]优选的，每一层部署2对以上红外传感器，同一层红外传感器之间的间距可根据害虫的大小进行调整。
[0048]优选的，所述图像采集单元5包括CXD摄相机、环形灯51，其中环形灯51用于提供均匀的照明，图像采集单元5受红外传感器触发进行闪光、拍照，并发送到主控制器单元的图像计数模块进行处理计数。
[0049]优选的，如图1所示，该计数装置还包括蓄电池10，以及与所述蓄电池10相连的太阳能板11，所述太阳能板11置于所述箱体的上方，为蓄电池提供电源，所述蓄电池10为主控制器单元、高压电网提供电源。
[0050]优选的，所述主控制器单元8包括通信模块。这里的通信模块可以包括3G网卡、发送天线12和路由器，在害虫自动监测装置上监测到的害虫数据通过3G网卡以及发送天线12将获取的信息发送到路由器，路由器通过有线或无线的方式与服务器进行数据交互。[0051 ] 优选的，所述主控制器单元8还包括GPS模块，用于获取害虫计数装置所处的地理位置信息，从而使所述主控制器单元(8)能够将所述害虫诱捕计数装置的地理位置信息上报。
[0052]本实用新型提供的优选的害虫诱捕计数装置的工作流程可以具体如下:太阳能板
11、太阳能转换装置、蓄电池10组成供电系统，为装置提供电源，蓄电池10存储的一部分电能提供给高压电网2，另外一部分电能提供给主控制器8 ;挂于诱捕室I中央的诱芯，即高压电网2的中央，通过空气散发吸引目标害虫，靶标害虫穿过诱捕室I的孔洞，飞至高压电网2，受高压电网电击，落入集虫漏斗3，经过红外传感器4，落到载物台6，红外传感器产生信号的跳变，数字信号主控制器单元根据信号的跳变来实现对害虫的计数。上层红外传感器与下层红外传感器配合进行害虫进出方向的控制。将上层的红外传感器的输出与核心主控制器的一个IO 口相连接，下层的红外传感器的输出与核心主控制器的另一个IO 口相连接。当先检测到第一个IO 口有信号的跳变，再检测到第二个IO 口有信号的跳变时，则进行的是加I的操作。当先检测到第二个IO 口有跳变，然后是第一个IO 口有跳变时，则是减I的操作。红外触发照相模块感应到第二个IO 口有信号跳变时向图像采集单元5输入采集触发信号，图像采集单元5进行闪光、拍照，拍照后电动条型刷将害虫推入接虫装置，主控制器单元对所获取的图像进行数据的分析，实现害虫的计数。主控制器单元基于时间戳对红外传感器与机器视觉图像计数结果进行比较，若红外传感器与机器视觉图像计数结果一样，则将两种计数都上传服务器；若两种计数结果不一样，则将两种计数都上传服务器，并将对应时间点的图片上传到远程服务器。远程服务器进行一步对图像进行分析，分析红外传感器计数与图像计数结果不一样的原因，实现两种计数结果的相互校验，并对计数结果进行修正，提高害虫计数的准确率。
[0053]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种害虫诱捕计数装置，其特征在于，包括:箱体以及设置在箱体上的诱捕室(I)、高压电网(2)、集虫漏斗(3)、红外传感器单元(4)、图像采集单元(5)、害虫载物台(6)、主控制器单元(8); 其中所述高压电网(2)位于所述诱捕室(I)内，所述集虫漏斗(3)位于所述高压电网(2)的下方，所述红外传感器单元(4)位于集虫漏斗(3)的下部通道上；所述害虫载物台(6)位于集虫漏斗(3)的下方，所述图像采集单元(5)的位置与所述害虫载物台(6)相对应；所述红外传感器单元(4)与所述图像采集单元(5)相连，并在感应到红外信号后触发图像采集单元(5)采集图像； 所述主控制器单元(8)包括红外计数模块、图像计数模块，其中所述红外计数模块与所述红外传感器单元(4)相连，所述图像计数模块与所述图像采集单元(5)相连。
2.如权利要求1所述的计数装置，其特征在于，还包括: 害虫回收单元(7)，位于所述害虫载物台(6)的下方； 所述害虫载物台(6)还包括电动条刷，用于将害虫推入害虫回收单元(7)中。
3.如权利要求2所述的计数装置，其特征在于，害虫回收单元(7)采用抽屉式设计。
4.如权利要求1所述的计数装置，其特征在于，还包括:计数显示与设置模块(9)，所述计数显示与设置模块(9)位于箱体外部，且与所述主控制器单元(8)相连。
5.如权利要求1所述的计数装置，其特征在于，所述诱捕室(I)为三角屋，三角屋的入口为孔洞型，且大小可根据靶标害虫的大小进行调节。
6.如权利要求5所述的计数装置，其特征在于，所述诱捕室(I)中设置有M型防逃逸装置。
7.如权利要求1所述的计数装置，其特征在于，所述高压电网(2)呈垂直排列，且所述高压电网(2)外设置有电动绝缘刷，用于定时清理粘于高压电网上的害虫。
8.如权利要求1所述的计数装置，其特征在于，红外传感器单元(4)包括若干个红外传感器，所述若干个红外传感器分上下两层布置；且在依次接收到上层红外传感器和下层红外传感器发送的触发信号后，所述红外计数模块的计数加1，在依次接收到下层红外传感器和上层红外传感器发送的触发信号后，所述红外计数模块的计数减I。
9.如权利要求8所述的计数装置，其特征在于，每一层部署2对以上红外传感器，同一层红外传感器之间的间距可根据害虫的大小进行调整。
10.如权利要求1所述的计数装置，其特征在于，所述图像采集单元(5)包括CXD摄相机、环形灯。
11.如权利要求1所述的计数装置，其特征在于，还包括蓄电池(10)，以及与所述蓄电池(10)相连的太阳能板(11)，所述太阳能板(11)置于所述箱体的上方，为蓄电池提供电源。
12.如权利要求1所述的计数装置，其特征在于，所述主控制器(8)包括通信模块。
13.如权利要求11所述的计数装置，其特征在于，所述主控制器(8)还包括GPS模块。
【文档编号】A01M1/22GK203812266SQ201420152214
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】陈梅香, 李文勇, 石宝才, 孙传恒, 杜晓伟, 牛霆葳, 李明, 张勇, 王慧, 杨信廷 申请人:北京市农林科学院