一种小型昆虫图像自动采集与识别计数装置的制作方法

本发明涉及虫害防治装置技术领域，尤其涉及一种小型昆虫图像自动采集与识别计数装置。

背景技术：

在农业生产中，有害昆虫的防治非常关键，直接影响着农业生产效率和以及农产品产量的多少。目前最常用的方法还是利用化学农药防治，这使得农产品的品质大大降低。而随着人们对食品安全的要求越来越高，采用物理防治农业害虫的方法越来越多。

害虫的爆发期往往不是固定的，因此农业科研机构以及防治部门一般是通过进行野外田间监控，以便较为准确的获得某一种类或者某些种类的虫害爆发期，从而进行大规模的害虫捕杀。目前，野外常用的害虫监测设备，一般都是使用高压电网进行电诱杀，电诱杀所需消耗的电能较高，而野外供电极为不便。若通过太阳能供电，需要设置较大面积的太阳能电池板进行电能转换，使用成本高。此外，电击杀的昆虫的收集与计数都极为不便，电诱捕装置结构复杂，使用成本高。

技术实现要素：

为此，需要提供一种小型昆虫图像自动采集与识别计数装置，来解决现有技术中害虫诱捕监控装置，结构复杂，使用成本高的问题。

为实现上述目的，需要提供一种小型昆虫图像自动采集与识别计数装置，所述装置包括定向性诱单元、昆虫捕捉单元、图像采集单元、识别控制终端和防护盒；

所述定向性诱单元包括诱芯架和性诱芯，所述性诱芯设置于诱芯架上；

所述昆虫捕捉单元包括粘虫胶带卷、第一电机、主动轴、第一从动轴、第二从动轴和第三从动轴，所述粘虫胶带卷套设在第一从动轴上，粘虫胶带的一端与第一从动轴固定，粘虫胶带的另一端依次经过第二从动轴、第三从动轴与主动轴固定，且粘虫胶带在第二从动轴与第三从动轴之间形成水平粘虫区，所述第一电机与主动轴传动连接；

所述图像采集单元包括摄像头，所述摄像头的镜头朝向水平粘虫区设置；

所述识别控制终端分别与摄像头和第一电机连接；

所述防护盒设置于水平粘虫区的上方，所述诱芯架由防护盒底板穿出，性诱芯位于水平粘虫区的中心上方，所述摄像头和识别控制终端均设置在防护盒内，且底板上开设有摄像孔。

作为本发明的一种优选结构，所述装置还包括转动传感器，所述转动传感器用于检测第二从动轴或者第三从动轴转动的圈数，所述转动传感器与识别控制终端连接。

作为本发明的一种优选结构，所述昆虫捕捉单元还包括胶带仓，所述第一从动轴可枢转的固定与胶带仓上，所述粘虫胶带卷位于胶带仓内，所述胶带仓的侧壁上开设有出带口。

作为本发明的一种优选结构，所述胶带仓的底部开设有排水孔。

作为本发明的一种优选结构，所述昆虫捕捉单元还包括收带仓，所述主动轴可枢转的固定在收带仓上，所述收带仓的侧壁上开设有收带口。

作为本发明的一种优选结构，所述胶带仓和收带仓之间通过连接板固定，所述第二从动轴和第三从动轴可枢转的固定在连接板上，且第二从动轴和第三从动轴位于同一水平高度。

作为本发明的一种优选结构，所述图像采集单元还包括第二电机、转动轴和镜头盖，所述第二电机与转动轴传动连接，所述镜头盖与转动轴固定，以驱动镜头盖打开或者遮挡镜头。

作为本发明的一种优选结构，所述装置还包括太阳能电池板和蓄电池，所述太阳能电池板贴附在防护盒的顶盖上，所述蓄电池设置于防护盒内，蓄电池分别与太阳能电池板、第一电机、第二电机、摄像头和识别控制终端电连接。

作为本发明的一种优选结构，所述装置还包括云平台和监测终端，所述识别控制终端与云平台连接，所述监测终端与云平台连接。

作为本发明的一种优选结构，所述装置还包括立杆，所述防护盒和昆虫捕捉单元均固定于立杆上。

区别于现有技术，上述技术方案的优点如下：本发明一种小型昆虫图像自动采集与识别计数装置，所述定向性诱单元中的诱芯架与防护盒底板穿出，性诱芯位于防护盒与昆虫捕捉单元之间，从而吸引标靶昆虫靠近性诱芯，从而粘附在粘虫胶带的水平粘虫区内，识别控制终端定时控制摄像头对水平粘虫区进行拍照，将图像信息与识别控制终端内部存储的标靶昆虫的特征信息进行比对，从而针对标靶昆虫进行数据统计；在单次拍照完成后，识别控制终端控制第一电机启动，驱动主动轴运动，进而拉动粘虫胶运动预设长度，第一从动轴、第二从动轴和第三从动轴同时运动，实现粘虫胶带卷的放带，以及水平粘虫区的更新，保证水平粘虫区的捕捉效果，同时避免给下次拍照统计数据造成影响。在本方案中，小型昆虫图像自动采集与识别计数装置结构简单，诱捕效果好，数据统计精度高，使用成本低。

附图说明

图1为具体实施方式中所述小型昆虫图像自动采集与识别计数装置的结构示意图之一；

图2为具体实施方式中所述小型昆虫图像自动采集与识别计数装置的结构示意图之二；

图3为具体实施方式中所述小型昆虫图像自动采集与识别计数装置中昆虫捕捉单元结构示意图之一；

图4为具体实施方式中所述小型昆虫图像自动采集与识别计数装置中昆虫捕捉单元结构示意图之二；

图5为具体实施方式中所述小型昆虫图像自动采集与识别计数装置中防护盒内的结构示意图；

图6为具体实施方式中所述小型昆虫图像自动采集与识别计数装置中图像识别单元的结构示意图；

图7为具体实施方式中所述小型昆虫图像自动采集与识别计数装置中图像识别单元的结构示意图。

附图标记说明：

1、定向性诱单元；

11、诱芯架；

12、性诱芯；

2、昆虫捕捉单元；

21、粘虫胶带卷；

22、第一电机；

23、主动轴；

24、第一从动轴；

25、第二从动轴；

26、第三从动轴；

27、水平粘虫区；

28、胶带仓；281、排水孔；

29、收带仓；

3、图像采集单元；

31、摄像头；

32、第二电机；

33、转动轴；

34、镜头盖；

4、识别控制终端；

5、防护盒；

6、转动传感器；

7、连接板；

8、太阳能电池板；

9、立杆。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图7，本实施例中公开了一种小型昆虫图像自动采集与识别计数装置，该装置用于农业害虫测报以及防治，通过对标靶昆虫的诱捕，使用图像识别技术进行昆虫计数。具体的，所述装置包括定向性诱单元1、昆虫捕捉单元2、图像采集单元3、识别控制终端4和防护盒5；

所述定向性诱单元1包括诱芯架11和性诱芯12，所述性诱芯12设置于诱芯架11上；所述定向性诱单元1通过在诱芯架11上设置特定的性激素诱芯，来吸引特定的标靶害虫，便于进行捕捉。优选的，所述诱芯架11为长条状，长条状本体上开设有上下设置的两卡口，上卡口的上方以及下卡口的下方均设置有扣环，卡口为圆形卡口或者方形卡口，以便可以安放线性性诱芯12或者圆形性诱芯12。

所述昆虫捕捉单元2具体用于昆虫的捕捉。具体的，所述昆虫捕捉单元2包括粘虫胶带卷21、第一电机22、主动轴23、第一从动轴24、第二从动轴25和第三从动轴26，所述粘虫胶带卷21套设在第一从动轴24上，粘虫胶带的一端与第一从动轴24固定，粘虫胶带的另一端依次经过第二从动轴25、第三从动轴26与主动轴23固定，且粘虫胶带在第二从动轴25与第三从动轴26之间形成水平粘虫区27，所述第一电机22与主动轴23传动连接；所述粘虫胶带卷21即为粘虫胶带缠绕成卷状，粘虫胶带粘附效果好，且使用成本低。所述水平粘虫区27用于标靶昆虫的捕捉，标靶害虫只要接触到粘虫胶带就会被粘住。所述第一电机22作为水平粘虫区27内粘虫胶带更换的动力源。第一电机22启动带动主动轴23转动，从而拉动粘虫胶带卷21绕着第一从动轴24转动，进行粘虫胶带的排放。所述第二从动轴25和第三从动轴26将二者之间的粘虫胶带支撑成水平粘虫区27。第二从动轴25和第三从动轴26可随粘虫胶带的移动随之转动，减小粘虫胶带和第二从动轴25、第三从动轴26之间的摩擦力。

所述图像采集单元3用于对水平粘虫区27进行拍照，获得当前粘附在水平粘虫区27的粘虫胶带上的标靶昆虫的图像信息。具体的，所述图像采集单元3包括摄像头31，所述摄像头31的镜头朝向水平粘虫区27设置；便于进行图像拍摄。

所述识别控制终端4分别与摄像头31和第一电机22连接；所述识别控制终端4用于控制摄像头31进行拍照。优选的，在实际使用中可以采用定时拍照的方式，如定时到中午12点，每间隔24小时拍摄一次，中午12点害虫活动较少，而且此时无斜光，拍照受光线影响较小，较为适宜。所述识别控制终端4内存储有标靶昆虫的特征信息，将拍摄的图像信息与预先存储的信息进行比对即可得到标靶昆虫的具体数量，数据统计较为方便。在拍照完成后，为保证水平粘虫区27的粘虫胶带的粘附效果，并且避免对下次图像拍照技术造成影响，需要更换水平粘虫区27的胶带，在第一电机22的驱动下，使用过的粘虫胶带缠绕在主动轴23上。优选的，所述第一电机22为步进电机。其中，所述识别控制终端4为控制器，在其内部输入设定好的程序，从而有序各部件的有序控制。

所述防护盒5用于保护摄像头31、识别控制终端4以及设置在其内部的其他组成元件，防止上述部件受到外力破坏以及雨水浸湿。具体的，所述防护盒5设置于水平粘虫区27的上方，所述诱芯架11由防护盒5底板穿出，性诱芯12位于水平粘虫区27的中心上方，所述摄像头31和识别控制终端4均设置在防护盒5内，且底板上开设有摄像孔。性诱芯12位于水平粘虫区27和防护盒5之间，能够有效减小标靶昆虫的运动区域，使得标靶昆虫更容易粘附在水平粘虫区27上，同时能够遮挡粘虫胶带，防止雨水淋湿粘附面影响粘虫效果。优选的，所述防护盒5的底板外边缘还设置有遮挡檐。

本实施例一种小型昆虫图像自动采集与识别计数装置，所述定向性诱单元1中的诱芯架11与防护盒5底板穿出，性诱芯12位于防护盒5与昆虫捕捉单元2之间，从而吸引标靶昆虫靠近性诱芯12，从而粘附在粘虫胶带的水平粘虫区27内，识别控制终端4定时控制摄像头31对水平粘虫区27进行拍照，将图像信息与识别控制终端4内部存储的标靶昆虫的特征信息进行比对，从而针对标靶昆虫进行数据统计；在单次拍照完成后，识别控制终端4控制第一电机22启动，驱动主动轴23运动，进而拉动粘虫胶运动预设长度，第一从动轴24、第二从动轴25和第三从动轴26同时运动，实现粘虫胶带卷21的放带，以及水平粘虫区27的更新，保证水平粘虫区27的捕捉效果，同时避免给下次拍照统计数据造成影响。在本方案中，小型昆虫图像自动采集与识别计数装置结构简单，诱捕效果好，数据统计精度高，使用成本低。在本实施例中，采用粘虫胶带进行标靶昆虫捕捉替代传统的环形电网电诱杀，大大降低了电能损耗，更加适合在野外田间监控使用。

请参阅图1、图3和图4，作为本发明的一种优选实施例，所述装置还包括转动传感器6，所述转动传感器6用于检测第二从动轴25或者第三从动轴26转动的圈数，所述转动传感器6与识别控制终端4连接。在本实施例中，为了更好的实现水平粘虫区27的粘虫胶带的更换，保证水平粘虫区27的粘附效果，同时避免粘虫胶带的浪费，因此每次更换水平粘虫区27，拉动粘虫胶带的长度需要是确定的。在水平粘虫区27更新的过程中，主动轴23外径会随着粘虫胶带的缠绕越卷越大，第一从动轴24外径会越来越小，整个过程中只有第二从动轴25和第三从动轴26直径不变，因此通过第二从动轴25或者第三从动轴26来计算粘虫胶带拉动的长度，是最为准确的。假如第三从动轴26的周长为10cm，若需要将粘虫胶带的粘胶面拉动30cm长，使第三从动轴26转动3圈即可。此时只需要转动传感器6检测第三从动轴26转动的圈数，并将该监测数据发送给识别控制终端4，当达到指定圈数时，识别控制终端4控制第一电机22停止运动。优选的，所述转动传感器6为霍尔传感器，将霍尔传感器设置成第三从动轴26的一侧，第三从动轴26上设置感应点，当感应点正对霍尔传感器时，进行计数一次，进而通过第三从动轴26转动的圈数，计算粘虫胶带拉动的长度。

如图1和图2所示的实施例中，所述昆虫捕捉单元2还包括胶带仓28，所述第一从动轴24可枢转的固定与胶带仓28上，所述粘虫胶带卷21位于胶带仓28内，所述胶带仓28的侧壁上开设有出带口。所述胶带仓28用于容置粘虫胶带卷21，粘虫胶带为户外使用，防水防嗮，所以胶带仓28相对密闭，不污染胶带即可。所述胶带仓28用于固定第一从动轴24，保证粘虫胶带卷21可随第一从动轴24转动。如图4所示优选的实施例中，所述胶带仓28的底部开设有排水孔281。在进行野外田间实验时，在雨水天气胶带仓28内容易进水，所述排水孔281则用于排出积水，保证粘虫胶带卷21的粘附效果。具体的，所述胶带仓28一端具有可打开的端盖，方便粘虫胶带卷21的更换。

请参阅图4，作为本发明的一种优选实施例，所述昆虫捕捉单元2还包括收带仓29，所述主动轴23可枢转的固定在收带仓29上，所述收带仓29的侧壁上开设有收带口。所述收带仓29用于收纳粘附过标靶昆虫的粘虫胶带，同时用于固定主动轴23和第一电机22，便于第一电机22驱动主动轴23转动，从而完成粘虫胶带的收集。优选的，所述胶带仓28和收带仓29之间通过连接板7固定，所述第二从动轴25和第三从动轴26可枢转的固定在连接板7上，且第二从动轴25和第三从动轴26位于同一水平高度。连接板7连接胶带仓28和收带仓29，保证本装置结构上的稳定性，同时也便于第二从动轴25和第三从动轴26的安装。

请参阅图1、图5和图6，作为本发明的一种优选实施例，所述图像采集单元3还包括第二电机32、转动轴33和镜头盖34，所述第二电机32与转动轴33传动连接，所述镜头盖34与转动轴33固定，以驱动镜头盖34打开或者遮挡镜头。所述第二电机32作为镜头盖34的转动驱动动力源。在需要进行拍照时，通过识别控制终端4控制第二电机32启动，打开镜头盖34进行拍照。在拍照完成后镜头盖34遮挡住镜头，可以起到保护摄像头31的作用。优选的，所述摄像头31的镜头可以采用180°广角镜头，这样摄像头31无需离水平粘虫区27太远，即可完成整个水平粘虫区27的图像采集。

请参阅图1，作为本发明的一种优选实施例，所述装置还包括太阳能电池板8和蓄电池，所述太阳能电池板8贴附在防护盒5的顶盖上，所述蓄电池设置于防护盒5内，蓄电池分别与太阳能电池板8、第一电机22、第二电机32、摄像头31和识别控制终端4电连接。所述太阳能电池板8用于将太阳能转换成电能，对蓄电池进行充电，从而对第一电机22、第二电机32、摄像头31和识别控制终端4进行供电，以上负载元件电能损耗小，完全能够进行太阳能供电自给自足，相较于电诱杀装置，电量消耗小，因此需要的太阳能电池板8的布设面积小，使用成本低。太阳能电池板8贴附在防护盒5的顶盖上，结构设置更加紧凑。

在某些具体的实施例中，所述装置还包括云平台和监测终端，所述识别控制终端4与云平台连接，所述监测终端与云平台连接。所述云平台用于接收识别控制终端4统计的标靶害虫的数量信息，进而方便监测终端获取及时获取数据信息，以进行远程的虫害情况分析和预警，从而起到对农作物的有效保护。优选的，所述识别控制终端4、云平台以及监测终端之间可以通过4g网络、wifi网络等通讯手段进行连接和数据传输。所述监测终端可以为电脑、手机等设备中安装的监测软件。

请参阅如1和图2，作为本发明的一种优选实施例，所述装置还包括立杆9，所述防护盒5和昆虫捕捉单元2均固定于立杆9上。所述立杆9作为本发明小型昆虫图像自动采集与识别计数装置的支撑结构，用于安装固定防护盒5和昆虫捕捉单元2，立杆2在实际使用中固定于与地面上。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明专利的保护范围之内。