一种学习型虫害防治设备的制作方法
本发明涉及到昆虫诱杀装置领域，具体涉及到一种学习型虫害防治设备。
背景技术：
病虫害防治是为了减轻或防止害虫危害作物或人畜，而人为地采取某些手段，一般可以分为采用杀虫剂等化学物质进行的化学防治和利用光或射线等物理能或建造障壁的物理防治。
第二次世界大战以后，以有机合成药剂为主的农药的发展，杀灭害虫已比较容易，但同时，由于抗药性的增加和天敌的减少而使害虫再度增加以及原来并无危害的潜在害虫造成危害；同时，由于这些农药直接危害人畜，或农药的残留通过食物链进行生物浓缩而对人畜造成危害，人们对这些问题已意识到要进行综合防治或病虫害的控制，应以不互相冲突的形式协调地使用所有可能利用的手段。
视觉、声音、信息素和热源辐射等对昆虫近距离寻找食物、寄主和配偶等行为有着重要的作用。因此，可以以此为基础针对害虫进行诱捕，对害虫进行诱导和捕杀。
目前的病虫防治设备主要针对特定地区的特定害虫，当害虫发生迁移或入侵时，无法很好的对新害虫进行针对和灭杀。
技术实现要素：
为了解决现有的问题，本发明提供了一种学习型虫害防治设备，通过视觉装置捕抓环境害虫数量信息，并基于该信息判断设备的启动学习型虫害防治设备；通过基于光、声、信息素、热辐射设计的诱捕机构诱捕并通过灭活机构杀死害虫，具有良好的害虫灭活功能；通过收集箱对虫尸进行收集，回收利用虫尸，具有良好的实用性；通过热风机构对害虫尸体进行烘干，减少害虫实体重量，便于搬运；在害虫尸体的运输过程中，基于视觉装置获取害虫尸体的信息，并上传至远端服务器进行深度学习，实时更新病虫害识别分类库，具有良好的实用性；结合学习型虫害防治设备的定期性运行的性质，使用太阳能板进行供能和使用蓄电池进行储能，具有良好的经济效益。
相应的，本发明提供了一种学习型虫害防治设备，该学习型虫害防治设备包括用于支撑装置的壳体、用于储电供能的蓄电装置、用于害虫诱捕和害虫灭活的诱杀装置、用于运送害虫尸体的输送装置、用于回收害虫尸体的收集装置、用于获取环境害虫信息和获取害虫尸体信息的视觉装置、用于获取环境温度和湿度信息的感应装置、控制装置和云端服务器；
所述控制装置包括电路板，所述电路板上设置有mcu、储存器、用于与所述云端服务器远程连接的无线通讯模块；
所述云端服务器具有针对构建病虫害识别分类库的深度学习功能；所述储存器中储存有离线病虫害识别分类库，所述mcu基于所述无线通讯模块从所述云端服务器更新所述储存器中的离线病虫害识别分类库；
所述控制装置包括电路板，所述电路板上设置有mcu和储存器；
所述诱杀装置包括多条并列布置的导槽，所述多条导槽倾斜的设置在所述壳体上；每条导槽上设置有用于害虫灭活的灭活机构和至少两种不同种类的诱捕机构；所述灭活机构和所述诱捕机构分别与所述电路板连接并受所述电路板控制，害虫经所述诱捕机构诱导靠近所述导槽，被所述灭活机构灭活后从所述导槽末端掉落；
所述输送装置包括输送带，所述输送带前端位于所述导槽末端下方；所述输送带与所述电路板连接并受所述电路板控制害虫尸体从所述导槽末端掉落后落于所述输送带前端上；
所述收集装置包括收集箱，所述收集箱顶面敞开且位于所述输送带末端下方，害虫尸体被运至所述输送带末端后落于所述收集箱中；
所述视觉装置包括多个不同种类的光学传感器；所述多个不同种类的光学传感器分别与所述电路板连接；
所述感应装置包括温度计和湿度计，所述温度计和湿度计分别与所述电路板连接；
所述蓄电装置包括蓄电池，所述蓄电池设置在所述收集箱与所述壳体内壁之间；所述蓄电池分别与所述诱杀装置、所述输送装置、所述视觉装置和所述控制装置连接。
本发明提供的学习型虫害防治设备，通过视觉装置捕抓环境害虫数量信息，并基于该信息判断设备的启动学习型虫害防治设备；通过基于光、声、信息素、热辐射设计的诱捕机构诱捕并通过灭活机构杀死害虫，具有良好的害虫灭活功能；通过收集箱对虫尸进行收集，回收利用虫尸，具有良好的实用性；通过热风机构对害虫尸体进行烘干，减少害虫实体重量，便于搬运；在害虫尸体的运输过程中，基于视觉装置获取害虫尸体的信息，并上传至远端服务器进行深度学习，实时更新病虫害识别分类库，具有良好的实用性；结合学习型虫害防治设备的定期性运行的性质，使用太阳能板进行供能和使用蓄电池进行储能，具有良好的经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。
为了附图显示清晰，附图中的螺纹线和齿轮轮廓线部分隐藏。
图1为本发明实施例的学习型虫害防治设备的三维结构示意图；
图2为本发明实施例的隐藏太阳能顶盖后的学习型虫害防治设备的三维结构示意图；
图3为本发明实施例的实施例二的视觉装置三维结构示意图；
图4为本发明实施例的视觉装置剖面视图；
图5为本发明实施例的诱杀装置三维结构示意图；
图6为本发明实施例的输送装置三维结构示意图；
图7为本发明实施例的收集装置三维结构示意图；
图8为本发明实施例的收集装置俯视图；
图9为本发明实施例的收集装置侧视图；
图10为本发明实施例的压缩机构三维结构示意图；
图11为本发明实施例的压缩机构状态一侧视图；
图12为本发明实施例的压缩机构状态二侧视图；
图13为本发明实施例的学习型虫害防治设备剖面图；
图14为本发明实施例的学习型虫害防治设备连接结构示意图；
图15为本发明实施例的基于学习型虫害防治设备的虫害防治方法流程图；
图16为本发明实施例的参考阈值数据表示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明实施例的学习型虫害防治设备的三维结构示意图。本发明实施例提供了一种学习型虫害防治设备，包括壳体1、用于储电供能的蓄电装置2、用于害虫诱捕和害虫灭活的诱杀装置3、用于运送害虫尸体的输送装置5、用于回收害虫尸体的收集装置4、用于获取环境害虫信息和获取害虫尸体信息的视觉装置6、用于获取环境温度和湿度信息的感应装置9、控制装置8和云端服务器。
壳体1主要用于承载其余装置部件，在壳体1背面的下方，设置有喂养槽7；喂养槽7敞开，供家禽食用害虫的尸体。
图2示出了本发明实施例隐藏太阳能板顶盖后的虫害防治设备三维结构示意图。本发明实施例的视觉装置6包括多个不同种类的光学传感器，例如可见光传感器、红外传感器、多光谱传感器。由于光学传感器的传感范围多为扇形的或锥面的，为了无死角的捕抓到虫害防治设备四周全方位的环境信息且能观察到运输装置5上的害虫尸体，多个光学传感器需布置在具有多个自由度的可运动的视觉驱动装置上，从而可获取到虫害防治设备周围的环境信息和观察到运输装置5上的害虫尸体。
一般的，多个光学传感器的布置形式主要分为两种，一种是将多个光学传感器设置在同一组视觉驱动装置上，多个光学传感器观察的环境实时相同，与此同时可将所得到的图像实时叠加提取信息；另一种则是将多个光学传感器分别设置在不同方位的视觉驱动装置中，通过各自的视觉驱动装置运动，每个光学传感器在完成所有角度的环境视觉信息获取后，再进行图像叠加提取信息；以下分别针对两种情况对视觉装置进行介绍，需要说明的是，两种实施方式的转盘都是由同一套视觉转动驱动装置驱动的，为了避免重复介绍，首先先对光学传感器的摆动控制进行介绍，然后再统一对转盘的转动控制进行介绍。
实施例一：
图2示出了本发明实施例的视觉装置局部放大示意图。本发明实施例的视觉装置包括多个光学传感器603和多组视觉摆动驱动机构，视觉摆动驱动机构包括视觉摆动驱动电机602和摆动主动齿轮604；视觉摆动驱动电机602本体固定在转盘601上，输出端与所述摆动主动齿轮604连接固定；所述光学传感器603中部铰接在转盘601上，末端加工为齿面并与所述摆动主动齿轮604啮合；通过视觉摆动驱动电机602可控制光学传感器603的摆动。
实施例二：
图3示出了本发明实施例的视觉装置局部放大示意图。多个光学传感器603共同布置在同一摆动转轴上，且朝向同一方向；当摆动转轴转动时，多个光学传感器603同步摆动。
图4示出了本发明实施例视觉装置的剖面图，为了视图的清晰，部分壳体被隐藏，以下对转盘601的转动结构进行介绍。本发明实施例的视觉装置还包括有转盘601、视觉转轴610、视觉转动驱动机构；所述视觉转动驱动机构包括视觉转动驱动电机615、减速器614、视觉转动主动轮613和视觉转动被动轮612。转盘601在中轴线上与所述视觉转轴610上端连接固定，视觉转轴610下端穿过壳体1并基于轴承配合在壳体1上。
位于壳体1内的视觉转轴610上设置有视觉转动被动轮612，减速器614固定在壳体内壁上，视觉转动驱动电机615经所述减速器614与视觉转动主动轮613连接；所述视觉转动主动轮与所述视觉被动轮啮合实现传动。
由于转盘601是会发生转动运动的，因此，视觉装置与其余装置的电连接可使用电刷和电刷环616进行连接，确保转盘601在转动时，数据传输和供电传输不会断开。
图5示出了本发明实施例的诱杀装置三维结构示意图。在本发明实施例中，诱杀装置主要用于诱捕害虫并对害虫进行灭活。本发明实施例的诱杀装置包括多条导槽301，多条导槽301并排倾斜地安装在所述壳体1上，每一条导槽301上分别独立安装有用于诱捕害虫的诱捕机构和用于害虫灭活的灭活机构。
具体的，导槽301在两侧分别设置有凹槽309和凸缘308，相邻的两条导槽301经过凹槽309和凸缘308的配合实现连接；壳体上供所述诱杀装置安装的位置上亦设置有相对应的凹槽309和凸缘308；多条导槽301构成的诱杀装置，基于两侧的凹槽和凸缘，安装在壳体1上。
诱杀装置设置为导槽形式的原因在于，导槽截面为u型，可布置诱捕机构和灭活机构的面积增大，并可对虫尸实现一定的导向作用，防止虫尸从两侧掉落；由多条导槽组成诱杀装置则考虑到增加其易维护性，减少更换的成本。
本发明实施例的诱捕机构用于吸引害虫，使害虫接近导槽301。具体的，本发明的诱捕机构包括光诱捕机构、声诱捕机构、化学诱捕机构和热辐射诱捕机构。具体实施中，可选用其中至少两种诱捕机构进行组合，以达到多方位诱捕害虫的目的，可提高害虫的诱捕效率。
其中，本发明实施例的光诱捕机构包括布置于导槽301底部的具有特定光谱范围的诱虫光源302。具体的，诱虫光源302的光谱范围需要针对特定害虫而确定；如果需要本发明实施例的光诱捕机构同时诱捕多种害虫，且多种害虫的趋光光谱范围不一致，可在导槽底部设置多种具有不同光谱范围的诱虫光源。
本发明实施例的声诱捕机构包括有用于播放诱导音频的喇叭单元303，喇叭单元303受控的播放害虫诱导音频，害虫诱导音频可采用害虫求偶时发出的声音音频，诱导害虫靠近。具体的，喇叭单元303连接有一播放控制器，播放控制器中包括储存有音频数字文件的储存器、微处理器、数模转换电路和功放电路；微处理器控制储存器中的音频数字文件经数模转换电路转换后，经功放电路放大驱动喇叭单元303发声。
本发明实施例的化学诱捕机构包括有药箱304，药箱304内储存有用于诱捕害虫的信息素药水；药箱304固定在导槽301的背面，在导槽301内部设置有用于信息素药水流通的内管道305和在导槽301表面设置有与内管道305连通的挥发孔307；需要说明的是，由于信息素药水只需要微量即可产生诱导效果，因此，为了使药水可以自动挥发和减少信息素药水的挥发量，内管道305线径应尽可能的小，基于毛细作用和连通器原理，信息素药水可自动的经内管道305后从挥发孔306中挥发。
热辐射诱捕机构主要用于诱捕对热辐射敏感的害虫，本发明实施例的热辐射诱捕机构包括有两根嵌在导槽301中的发热管307，发热管307通电后升温，可将导槽301整体加热，导槽301在不同的温度下发出不同的热辐射；具体的，还可以设置温度负反馈装置，通过温度负反馈装置获取导槽的温度并控制发热管的通电情况，从而实现控制导槽的温度并控制导槽发出的热辐射频率范围；需要说明的是，由于发热管嵌在导槽中，导槽上的温度分布总是不均匀的，因此，最终确定的导槽热辐射主要为一个范围值。
此外，热辐射诱捕机构在加热导槽的同时，还对位于内管道305的信息素药水进行加热，促进信息素药水进行挥发，使其分子运动加强，获得更大范围的信息素诱导效果。
本发明实施例通过针对性的光诱捕机构、声诱捕机构、化学诱捕机构和热辐射诱捕机构多方位复合地对害虫进行诱捕，可增加被诱导至导槽上的害虫数量，从而利用布置在导槽上的灭活机构杀死害虫，具有良好的诱捕效果。
具体的，考虑到如果长期使用化学灭活的方式对害虫进行捕杀，会使害虫产生相应的抗体，不利于后续害虫的灭活，且采用化学灭活的害虫尸体上会存在毒性，不利于再利用，因此，本发明实施例采用物理手段对害虫进行灭活，具体的，本发明实施例的灭活机构包括布置于导槽内壁的高压电网；该高压电网的高压来源可通过蓄电装置的中低压通过变压器直接变压而成，对体积较小的害虫具有较大的灭活作用，当作用在人体上时，由于功率不足，电流较小，对人体伤害较低，避免了人体误触造成伤害；也可以利用脉冲电源为高压电容充电，再利用放电电极将高压电容贮存的电能通过高速开关迅速将电能释放到高压电网上，瞬间高压杀死害虫，且由于其高压是需要通过开关产生的，在开关没有点击闭合或电控闭合的情况下，人体接触较为安全。
害虫在诱捕机构的诱导下靠近并接触导槽，导槽上高压电网的高压作用于害虫身上，害虫瞬间死亡；由于导槽倾斜布置，虫尸沿着导槽向导槽末端运动。
考虑到，虫尸会在高温下碳化，粘在导槽上，因此，在导槽301背面还设置有振动器310，具体的可以为受振动电机驱动的偏心转动的转盘。振动器310不断振动，从而使与振动器310连接的导槽301不断的振动，将虫尸抖落以及将碳化的虫尸粉末震落。由于该结构较为简单，在说明书附图中不另外展示附图。
需要说明的是，考虑到振动器的设置，导槽凹槽和凸缘的配合可存在微小的间隙，以提高振动幅度，且在相邻两条导槽的振动不同步时，发生碰撞以加强震落虫尸效果。
图6示出了本发明实施例的输送装置三维结构示意图。输送装置的设置目的在于将导槽上掉落的虫尸及时运离导槽末端，避免虫尸堆积，且将虫尸运送至收集箱头部，供热风机构403进行烘干。本发明实施例的输送装置5包括输送带501、输送轴503和输送电机502；输送轴503两端可转动的安装在壳体1中，输送带501套在输送轴503上，输送电机502与输送轴503连接，驱动输送轴502转动并带动输送带501运动，掉落至导槽末端的虫尸被输送带501及时运离，落至收集箱头部。考虑到在视觉装置的图像信息，害虫尸体图像具有较高的对比度，输送带表面颜色可选择与(大部分)虫尸差异性较大的颜色，如红色、白色、黄色等颜色。
图7示出了本发明实施例的收集装置三维结构示意图。本发明实施例的收集装置4设置在输送带501末端的下方，具体的，本发明实施例的收集装置4包括用于虫尸收集的收集箱401、用于虫尸干燥的热风机构403和用于虫尸压缩和扫出的压缩机构402，热风机构403位于收集箱401头部两侧，因此，在附图图7中不可见，附图图7中的阵列圆孔用于供热风机构403的热风吹出。
本发明实施例的收集箱401为顶面敞开的抽屉形结构,敞开的顶面与所述导槽301末端相对；两侧面上开有多条压板导槽410。在朝向壳体背部的底部位置上，收集箱401开有与喂养槽7连通的通槽；虫尸从收集箱中，经压缩机构驱动扫入至喂养槽7中。
图8示出了本发明实施例的收集箱俯视图，为了热风机构的显示，收集箱的部分盖板隐藏没有画出。本发明实施例的热风机构404包括有风机404、环状的电热管405；风机404固定在收集箱内，电热管405设置于风机出风的一侧；电热管在通电发热时，风机吹出的冷风被加热为热风，热风在收集箱中循环，将虫尸上的水份烘出，使虫尸脱水变脆，便于压缩。需要说明的是，热风机构尽量设置在虫尸落下的地方，便于及时对虫尸进行干燥。
图9示出了本发明实施例收集箱的右视图，图10示出了本发明实施例的压缩机构示意图，为了保证视图的清晰，在图9中只示出了压板平动驱动机构，图10中示出了转动压板和压板转动驱动机构。本发明实施例的压缩机构包括多片转动压板420、压板转动驱动机构、压板平动驱动机构。
图11和图12分别示出了转动压板在不同状态时的压缩机构侧视图。本发明实施例的转动压板420呈片状结构，两端分别滑动安装在所述收集箱两侧的压板导槽410上，多片转动压板420相互间保持平行；压板转动驱动装置用于驱动多片转动压板同步转动，如图12的透视图所示，当多片转动压板水平时，即多片转动压板处于同一水平面时，整体可构成一大压板；如图11的透视图所示，当转动压板非水平时，相邻的两块转动压板之间的空隙可允许虫尸掉落；压板平动驱动机构用于驱动多片转动压板沿竖直方向运动，一方面，随着虫尸的增多驱动转动压板向上运动，以避开堆积的虫尸；另一方面，当多块转动压板组成大压板时，压板平动驱动机构驱动转动压板向下运动，用于压缩虫尸，提高收集箱的虫尸容纳量。
具体的，本发明实施例的压板平动驱动机构包括平动电机409、平动螺杆407、平动连接板411和平动光杆408；平动螺杆407和平动光杆408纵向地布置在收集箱一侧面外周的两侧上，其中，平动螺杆407与平动电机409的输出端连接；平动连接板411一端开有螺纹孔412，基于螺纹与所述平动螺杆407螺接，另一端开有内表面光滑的通孔413并滑动安装套在所述平动光杆408上；多片转动压板420的一端伸出所述压板导槽410，可转动的设置在所述平动连接板411上。需要说明的是，转动压板420可绕自身转动但是不可与平动连接板411发生相对位移，因此，随着平动连接板411的竖直运动，多片转动压板420也随着平动连接板411一同运动。为了保持转动压板420的运动平衡，在收集箱的另一侧面外周上也镜像布置有一套压板平动驱动机构，转动压板420的两端分别伸出所述压板导槽410，安装在两块平动连接板411上。
具体的，本发明实施例的压板转动驱动机构包括转动驱动电缸428、转动连接板424；在转动压板420从所述压板导槽伸出的一端，径向延伸出由于驱动转动压板420转动的压板转动连接板422，压板转动连接板末端设置有转动轴孔；转动连接板424对应于多片转动压板的转动轴孔位置，伸出圆柱转的转动轴423，转动轴423分别滑动配合在转动轴孔内。
转动连接板424上设置有一水平设置的驱动通槽425；转动驱动电缸428轴线沿竖直方向布置，本体固定于平动连接板411上，转动驱动电缸输出端427与一转动驱动板426连接；转动驱动板426一端延伸出滑块431可滑动的卡在所述驱动通槽425中。
随着转动驱动电缸输出端427的运动，转动驱动板426同步沿竖直方向运动；由于滑块431可在驱动通槽425中运动，且转动连接板424的自由度受到限制，因此，当转动驱动板426沿竖直方向运动时，转动连接板424做弧线运动，同步的，基于转动轴423驱动转动压板420绕自身轴线做转动运动。
需要说明的是，为了防止运动死区的产生，需要对压板转动连接板422的延伸角度做出一定的限制。当转动压板420运动至水平位置时，压板转动连接板422的延伸轴线角度与水平面之间的角度小于90度。
由以上所述的转动压板420的轨迹可知，转动压板420在转动过程中，即图11和图12的状态切换过程中，单块转动压板420的会有一个弧线的圆周运动；该圆周运动可以起到将虫尸扫向喂养槽7的作用。
图13示出了本发明实施例的剖面图。本发明实施例的蓄电装置2包括蓄电池202和太阳能板201，蓄电池202设置在壳体1内部，位置位于收集箱和壳体内壁之间，太阳能板设置在视觉装置顶部，在作为视觉装置的顶盖的同时，获取太阳能。由于该害虫诱杀装置只需定时工作，不需要全天候工作，因此，在待机时使用太阳能板为蓄电池充电是一种较为合理的供电方式。
同时，为了捕捉到环境的温度与湿度信息，在壳体1背面上，还安装有感应装置9。本发明实施例的感应装置包括电子温度计901和电子湿度计902。
图14示出了本发明实施例的学习型虫害防治设备连接结构示意图，其中，实线代表电连接关系，虚线代表控制或信号连接关系。本发明实施例的控制装置固定在壳体内部，包括电路板；所述电路板安装在一防水壳内，隔绝外界杂质以延长使用寿命。
所述控制装置包括电路板，所述电路板上设置有mcu、储存器、用于与所述云端服务器远程连接的无线通讯模块；储存器中储存有设定的程序供mcu读取，例如离线病虫害识别分类库、害虫数量计数程序、虫害爆发的阈值、压缩机构的配合驱动程序等；主要的，离线病虫害识别分类库是通过无线通讯模块同所述远端服务器进行同步更新的。
所述云端服务器具有针对构建病虫害识别分类库的深度学习功能；所述储存器中储存有离线病虫害识别分类库，所述mcu基于所述无线通讯模块从所述云端服务器更新所述储存器中的离线病虫害识别分类库。
具体的，在本发明实施例中，太阳能板与蓄电池连接实现充电；蓄电池分别与控制装置、感应装置、视觉装置、诱杀装置、输送装置、收集装置连接实现供电。
具体的，蓄电池分别与控制装置的电路板连接，分别与感应装置的电子温度计和电子湿度计连接，分别与视觉装置的视觉转动驱动电机、视觉摆动驱动电机和多个光学传感器连接，与输送装置的输送电机连接与收集装置的热风机构和转动压板机构连接。
电路板则分别与感应装置、视觉装置、诱杀装置、输送装置、收集装置连接实现控制。具体的，电路板的mcu接收来自视觉装置的多个光学传感器图像信息，驱动诱杀装置、输送装置、收集装置的配合运动实现害虫诱杀的作用；同时通过控制视觉装置将虫尸信息经无线通讯模块发送至云端服务器并从云端服务器同步病虫害识别分类库至储存器的离线病虫害识别分类库中。
图15示出了本发明实施例的基于学习型虫害防治设备的虫害防治方法流程图，本发明实施例还提供了一种基于学习型虫害防治设备的虫害防治方法，该基于学习型虫害防治设备的虫害防治方法包括以下步骤：
s101：以一预设时间为探测时间间隔，基于视觉装置获取环境图像；
利用视觉装置中的多个光学传感器，例如可见光传感器、红外传感器、多光谱传感器等传感器构建一个多源信息虫害监控组，从多个方面获取四周环境的图像信息。视觉装置正常上电工作后，视觉转动驱动机构和视觉摆动驱动机构驱动多个光学传感器保持一定频率的定时旋转、摆动运动，记录周边情况，通过红外热成像、多光谱及可见光的采集方式，对周边环境信息进行获取，并将获取到的环境图像发送至控制装置。
具体的，所述可见光传感器获取可见光环境图像信息；所述红外传感器获取热红外环境图像信息；所述多光谱传感器获取多光谱环境图像信息。
为了避免视觉装置不间断的工作导致寿命骤减以及针对现实中虫害爆发的数量变化规律，本发明实施例预设一探测时间间隔；视觉装置以探测时间间隔为间隔，周期性的获取环境图像。
s102：基于所述环境图像，控制装置计算虫害预测因子并判断虫害预测因子是否超过安全预测因子；
控制装置获取来自视觉装置的环境图像信息，利用储存器中储存的离线病虫害识别分类库对图像中的害虫进行分类和计数。
本发明实施例的虫害预测因子主要包括两方面的内容，一方面为害虫的数量，显而易见，虫害的规模主要体现在害虫数量上，过多的害虫数量不利于其余有益昆虫的生存和对农作物具有重大危害；另一方面为害虫的种类，不同种类的害虫对农作物的危害性是不一样的，例如，单只a害虫日食用(破坏)农作物量为单只b害虫的十倍，a害虫对农作物的危害性是远远超出b害虫的；有时，某些害虫还因具有高度繁殖能力，需要在其繁殖之初及时灭杀，该类害虫的危害性也要远远超出一般的害虫。
图16示出了本发明实施例的参考阈值数据表。一般的,预设周期时间t，控制装置的mcu从储存器中提取参考阀值aref；具体的，参考阀值aref是根据地方温度、湿度、光照因素得出的，具体的，通过作业单位事先调查取得，其具体形式为储存器中储存的多张参考阈值数据表；假设单个周期内可见光传感器(可见光环境图像)检测到的虫害数量为sumt，得到周边环境害虫的数量指数
需要说明的是，病虫害识别分类库中储存有有关于害虫的特征信息，mcu通过从可见光图像信息、热红外环境图像信息和多光谱环境图像信息中提取害虫图片，这里所指的图片主要包括可见光图像信息、热红外环境图像信息和多光谱环境图像信息中的害虫轮廓信息，通过对害虫轮廓信息的简单判断，如触角形状、腿数量、身体体积大小等的初步比对，从病虫害识别分类库中提取最为接近的害虫模型进行替换；相应的，病虫害识别分类库的害虫模型的危害程度，即病虫害指数是通过人工进行统计进行设定的。
当所述虫害预测因子超过安全预测因子时，执行步骤s103；当所述虫害预测因子低于安全预测因子时，执行步骤s101；
s103：当所述虫害预测因子超过安全预测因子时，控制装置控制诱杀装置启动；
安全预测因子α0是经事先统计后得出的一常数值，α0是害虫数量以及害虫种类所产生的虫害风险所综合确认的安全阈值；当病虫害预测因子α超过安全预测因子α0时，其所代表的实际含义包括有三种：
一是代表害虫数量过多导致α超出α0；
二是代表害虫种类危害性较大，导致α超出α0；
三是代表害虫数量过多且害虫的种类危害性较大，导致α超出α0；
因此，以上三种情况均要开始进行害虫的灭杀，以减少害虫，保护农作物不受害虫侵害。
本发明实施里的诱杀装置包括多条并列布置的导槽，所述多条导槽倾斜的设置在所述壳体上；每条导槽上设置有用于害虫灭活的灭活机构和不同种类的诱捕机构；所述诱捕机构包括发出用于吸引具有趋光性的害虫的光的光诱捕机构、模拟害虫求偶声音的声诱捕机构、散发害虫求偶信息素的化学诱捕机构、发出用于吸引具有趋热性害虫的热辐射的热辐射诱捕机构；所述灭活机构包括布置于所述导槽底部的高压电网。
因此，具体的，控制装置控制诱杀装置启动包括基于所述mcu启动所述高压电网，对所述导槽上的害虫进行灭活、害虫尸体经所述导槽滑落至所述输送带前端。
由于本发明实施例的学习型虫害防治设备的导槽背面还设置有振动器，因此，基于所述振动器，所述害虫尸体从所述导槽震落至所述输送带前端，害虫尸体不会粘附在导槽上。
s104：基于控制装置控制输送装置启动并基于所述视觉装置获取所述输送装置表面的虫尸分布图像；
具体的，控制装置的mcu控制输送装置的输送电机运动；视觉装置通过视觉转动驱动机构和视觉摆动驱动机构驱动多个光学传感器的感应方向朝向所述输送装置的输送带表面；一般的，为了加强对比度，便于计算机提取虫尸特征，输送带可采用与虫尸差异较大的颜色，如黄色、红色、白色等颜色。
为了统计害虫信息，当虫尸在输送带上运动时，视觉装置上的光学传感器对准输送带表面，对输送带表面的影像进行虫尸图像的获取。
s105：基于所述虫尸分布图像计算显著性图；
s106：基于所述显著性图，对所述虫尸分布图像进行目标分割，形成多幅包括单个虫尸图像独立编号的独立虫尸图像；
s107：基于所述无线通讯模块，所述mcu将所述独立虫尸图像、当前的温度信息和湿度信息，打包发送至云端服务器；
步骤s105～s107为虫尸分布图像本地预处理执行过程；
基于搭载在学习型虫害防治设备的mcu上运行的嵌入式视觉算法，对采集的虫尸图像信息进行预处理。在设计时重点考虑了运输带上害虫颜色和背景色差异，形成高对比度颜色域图像，非常适合基于图像显著性分析策略，对获取的虫尸分布图像上的害虫尸体目标位置及区域进行定位，不断得到高精度的害虫照片信息，对单个害虫分割编号技术，完成编号的分割后害虫图像上传至云服务器继续后续处理。通过本地预处理后有效排出了干扰信息、无用信息量，减少了云端服务器深度学习算法的运算负担，提高了效率；同时从经济效益上考虑也减少了无线流量通讯费用。
具体的，虫尸分布图像本地预处理包括以下步骤：
基于所述虫尸分布图像计算显著性图；对于一幅图像来说，用户只对图像中的部分区域感兴趣，这部分感兴趣的区域代表了用户的查询意图，而多数剩余的不感兴趣区域则与用户查询意图无关；显著区域是图像中最能引起用户兴趣、最能表现图像内容的区域。事实上，显著区域的选择是非常主观的，由于用户任务和知识背景的不同，对于同一幅图像，不同的用户可能会选择不同的区域作为显著区域。由于本发明实施例的输送带颜色与虫尸颜色差异性较大，背景区域和虫尸区域的显著性值具有较大的差异，因此可首先作出虫尸分布图像的颜色直方图，然后以此为基础进行像素域分割。具体的，基于颜色直方图对比度的方法，每一个像素的显著性值是由它与图像中所有其他像素的颜色差异来确定，一个像素的显著性值就是其和图像中其他像素的距离总和，这个距离一般使用欧氏距离。在实际处理中，需要对计算进行优化，优化方式就是将像素分区域，求像素域的显著性值。操作如下：对虫尸分布图像使用颜色衰减处理，将rgb三通道的灰度值量化为8级，分别为(0-31,32-63，...,224-255)，通过直方图阀值法，对虫尸分布图像进行分割，得到i个区域；基于欧氏距离计算各个区域的显著值：
基于所述显著性图，对所述虫尸分布图像进行目标分割；采用opencv开源程序提供的grabcut算子，根据虫尸分布图像的显著性图，计算纹理、颜色和边界反差信息，实现显著性部分的自动分割，即实现对虫尸图像部分的分割，提取出多幅包括单个虫尸图像独立编号的独立虫尸图像；。
基于所述无线通讯模块，mcu将所述独立虫尸图像、当前的温度信息和湿度信息，打包发送至云端服务器；mcu将独立编号的独立虫尸图像，与当前时刻从温度计和湿度计获取的温度信息和湿度信息打包，通过无线通讯模块发送至云端服务器进行深度学习。
s108：云端服务器接收到数据包后，基于深度学习虫害识别模型更新病虫害识别分类库；
具体的，云端服务器采用caffe(convolutionalarchitectureforfastfeatureembedding)和tensorflow深度学习框架，预先建立农林环境虫害图像的googlenet深度卷积网络模型，即本发明实施例所指的深度学习虫害识别模型。当云端服务器接收到新数据后，将继续对模型进行训练，进一步完善得到关于病虫害及气候时节温湿度的综合关系模型并更新至病虫害识别分类库，供本地的储存器进行同步。
在本发明实施例中，以采用22层架构的googlenet网络架构进行举例。本发明实施例的网络结构为：一个输入层(input)、两个卷积层(convolution)、九个inception模块(inceptionmodule)、一个输出层，输出层为一个分类器softmax。
一般的，深度学习包括以下步骤：
将经本地预处理得到的害虫图片作为原始数据输入，数据大小为224x224x3；
第一层是卷积核为7x7，滑动步长为2的卷积层；
第二层是卷积核为3x3，滑动步长为2的卷积层，输出为28x28x192，分成四个支线，进入第三层inceptionmodulea；
在inception3a中，通过不同的卷积核来处理问题，完成之后将四个结果根据深度进行连接(concatenation)，输出为28x28x256，然后将结果拆分为四条支线，并建立inceptionmodule3b；
以此类推最终得到1x1x1000的softmax分类器，即输出结果；
对建立的深度学习虫害识别模型进行大量数据训练，达到一定的稳定程度后，耦合气象环境因素，如温度、湿度、时间等因素，持续不断的对深度学习虫害识别模型进行训练，并定时更新精度更好的害虫数据至病虫害识别分类库。
s109：基于所述无线通讯模块，所述mcu将所述云端服务器的病虫害识别分类库同步至所述储存器中，储存为离线病虫害识别分类库；
需要说明的是，当运输装置启动后，步骤s105～步骤s109持续执行，与其余装置的运动顺序不产生冲突和干涉。
s110：基于控制装置控制收集装置启动；
本发明实施例的学习型虫害防治设备包括收集箱、热风机构和压缩机构；控制装置的mcu控制热风机构启动将输送带末端落入收集箱前端的害虫尸体进行干燥，便于压缩机构压缩；压缩机构在对害虫尸体进行压缩的同时，通过转动压板将害虫尸体经通槽扫进喂养槽。
具体的，当诱杀装置启动，害虫被杀死并从导槽上震落；输送装置启动，输送带将虫尸从头部运送至尾部，并落入收集箱内腔前部；收集箱内腔前部的热风机构将虫尸烘干，虫尸不断堆积并滑落至收集箱中部；压缩机构将虫尸压缩并扫往壳体背部的喂养槽供家禽食用。
s111：所述诱杀装置、输送装置、收集装置按预设程序运行一周期后，有序停止运行；
一般的，如果需要视觉装置需要同时负责环境图像的获取以及虫尸图像的提取，不能很好的实现同时获取环境图像和虫尸图像的功能；因此，本发明实施例通过预先设定诱杀装置、输送装置、收集装置的运行周期时间，诱杀装置、输送装置、收集装置在运行一个周期的时间后有序停止运行；此处所述的有序停止运行是指，首先诱杀装置停止运行，停止诱杀害虫；输送装置将所有虫尸从始端运送到末端后，停止运输；热风机构在输送装置停止运送后的一段时间后断电；压缩机构将最后一批虫尸压缩并扫往壳体背部后停止运动；此时，述诱杀装置、输送装置、收集装置相继完成一周期运行后，恢复待机状态。
此时，跳转执行步骤s101，基于视觉装置获取环境图像。
如若诱杀装置、输送装置、收集装置运行一周期后，虫害预测因子仍高于安全预测因子，则继续运行一周期；如若诱杀装置、输送装置、收集装置运行一周期后，虫害预测因子低于安全预测因子，则以探测间隔时间为间隔，基于视觉装置获取环境图像。
本发明实施例提供的基于学习型虫害防治设备的学习型虫害防治设备，通过视觉装置捕抓环境害虫数量信息，并基于该信息判断设备的启动学习型虫害防治设备；通过基于光、声、信息素、热辐射设计的诱捕机构诱捕并通过灭活机构杀死害虫，具有良好的害虫灭活功能；通过收集箱对虫尸进行收集，回收利用虫尸，具有良好的实用性；通过热风机构对害虫尸体进行烘干，减少害虫实体重量，便于搬运；通过视觉装置获取虫尸图片并上传至远端服务器进行深度学习，实时更新病虫害识别分类库，具有良好的实用性；结合害虫诱杀装置的定期性运行的性质，使用太阳能板进行供能和使用蓄电池进行储能，具有良好的经济效益。
以上对本发明实施例所提供的一种学习型虫害防治设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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