具有人工智能预测害虫的智能杀虫灯的制作方法

本发明涉及一种具有人工智能预测害虫的智能杀虫灯。

背景技术：

今杀虫灯已经普遍应用在农业生产中，现目前的杀虫灯都是执行国家标准gb/t24689.2-2009《植物保护机械频振式杀虫灯》，该杀虫灯能够通过发出320～680nm的光波诱杀害虫，在害虫触碰到电网的时候能后，通过内置的高压发生器把电网的电压瞬间上升到2000-3000v，从而击杀害虫，但是该杀虫灯无法收集灭杀害虫的数据，不能根据害虫每天、每季分布的时间段进行节能操作，无法对灭杀的害虫进行分析以对未来的虫害做出对应的指导分析。这使得农业生产者每一年都只能凭经验对虫害进行预防，无法达到精准预防虫害。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种具有人工智能预测害虫的智能杀虫灯，以解决现有杀虫灯不能有效检测灭杀害虫的数量和数据的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有人工智能预测害虫的智能杀虫灯，包括图像采集装置、灯罩、底座、安装在所述灯罩和底座之间的杀虫组件；

所述杀虫组件包括安装在灯罩和底座之间的诱虫灯、金属电网和支撑杆；所述诱虫灯设置在灯罩和底座的中部，金属电网环绕所述诱虫灯的周向布置；

所述底座包括害虫采集箱，所述害虫采集箱为上下均开口的筒状结构，害虫采集箱的上部向外延伸形成接虫盘；所述害虫采集箱内安装有一个承虫板安装座，所述承虫板安装座上安装有一个水平设置的承虫板，所述承虫板与承虫板安装之间设有称重传感器，承虫板上还设有害虫清理机构；

所述承虫板与害虫采集箱的上端开口齐平，图像采集装置的摄像头迎向所述承虫板设置；所述灯罩内设有智能控制电路，所述智能控制电路的输入端与称重传感器的输出端电连接，智能控制电路的输出端分别与图像采集装置、金属电网、诱虫灯和害虫清理机构电连接。

进一步地，该杀虫灯还包括与智能控制电路的输入端连接的用于统计害虫清理机构工作频率的计数器和用于提供时钟信号的计时器，所述图像采集装置的图像采集频率可根据承虫板上数量变化进行调节。

进一步地，当称重传感器检测到承虫板中存在物体时，则启动图像采集装置工作，否则图像采集装置自动休眠。

进一步地，所述承虫板安装座的一侧与所述害虫采集箱的内壁铰接，承虫板安装座的另一端下方设有与电动推杆，所述电动推杆的顶部与承虫板安装座铰接，底端与固定在害虫采集箱的内壁上的支撑座固定连接；所述害虫清理机构包括固定在所述承虫板安装座的中部下方的驱动器以及与驱动器的输出轴连接的转轴，所述转轴的上端部垂直向上穿过所述承虫板安装座和承虫板与一水平设置的清虫杆连接。

进一步地，该杀虫灯还包括设置在灯罩顶部的且分别与智能控制电路的输入端连接的光敏控制器和雨量传感器，所述光敏控制器和雨量传感器用于检测杀虫灯周边的降雨情况和照光情况，并根据检测到的降雨情况和照光情况通过智能控制电路控制杀虫灯中各器件的工作状态。

进一步地，该杀虫灯还包括杀虫灯支架以及设置杀虫灯支架上部的横杆，所述杀虫灯固定在所述横杆上，所述杀虫灯支架的顶部还安装有太阳能电池板，杀虫灯支架的底部设有设备箱，所述设备箱内设有与太阳能电池板和智能控制电路电连接的电池组，所述电池组和太阳能电池板之间设有充电保护电路。

进一步地，所述害虫采集箱的下方还设有与其连接的害虫收集箱。

进一步地，该智能杀虫灯还包括与通过无线传输单元与图像采集装置通信连接用于获取图像采集装置采集到的图像信息的图像识别单元；所述图像识别单元采用如下方法识别害虫种类：

s1：首先随所述图像信息进行预处理得到数字图像，通过种子填充法扫描获数字图像中的待测害虫的连通区域边缘，并筛选出各待测害虫的连通区域；

s2：通过循环扫描法找出各待测害虫的连通区域中的头部或/和胸部或/和腹部或/和翅膀的特征值，并分别标记头部的特征值为第一特征值，胸部的特征值为第二特征值，腹部的特征值为第三特征值，翅膀的特征值为第四特征值；

s3：将得到的所述第一特征值或/和第二特征值或/和第三特征值或/和第四特征值分别与系统中各种参考害虫的头部或/和胸部或/和腹部或/和翅膀的特征值进行比较，查找出与第一特征值或/和第二特征值或/和第三特征值或/和第四特征值近似度最高的害虫种类，并分别记录下相似度值si；其中，s1为第一特征值与参考害虫的头部特征值的相似度值，s2为第二特征值与参考害虫的胸部特征值的相似度值，s3为第三特征值与参考害虫的腹部特征值的相似度值，s4为第四特征值与参考害虫的翅膀特征值的相似度值；

s4：对相似度值si进行校正具体校正公式如下：

si′＝aisi

其中，i＝1、2、3、4；a1为s1的修正系数，a2为s2的修正系数，a3为s3的修正系数，a4为s4的修正系数，s1′为校正后的头部相似度值，s2′为校正后的胸部相似度值，s3′为校正后的腹部相似度值，s4′为校正后的翅膀相似度值；

s5：将校正后的s1′或/和s2′或/和s3′或/和s4′进行归一化处理得到待测害虫相似度值s，具体采用公式如下：

s＝(k1s1′+k2s2′+k3s3′+k4s4′)/n

其中，k1为头部相似度值s1′的权重，k2为胸部相似度值s2′的权重，k3为腹部相似度值s3′的权重，k4为翅膀相似度值s4′的权重，n＝1、2、3或4；

s6：将待测害虫相似度值s分别与预设相似度值阈值进行比较，若待测害虫相似度值s大于等于预设相似度值阈值，则将待测害虫相似度值s所对应的待测害虫与系统中预存的害虫进行匹配并输出结果，否则标记该相似度值所对应的待测害虫的特征值为新物种害虫，并将其扩充到数据库作为参考特征值；

s7：重复上述步骤，直至完成所有待测害虫的种类识别。

进一步地，所述图像识别单元采用如下方法识别害虫数量：

统计图像中各种害虫的第一特征值、第二特征值、第三特征值和第四特征值的出现次数，选取出现次数的最大次数值作为害虫的数量。

本发明的有益效果为：该杀虫灯通过在底座内设置承虫板，并在承虫板的下方设置称重传感器，可以对承虫板上的害虫重量进行实时监测，当承虫板上的害虫重量值达到预设阈值时，则控制害虫清理机对承虫板上的害虫进行清理，可提高害虫图像采集的有效性和害虫图像识别的准确度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为本发明一个实施例的底座的内部结构示意图。

其中：1、灯罩；11、雨量传感器；2、智能控制电路；3、支撑杆；4、金属电网；5、诱虫灯；6、底座；61、接虫盘；62、承虫板；63、承虫板安装座；64、驱动器；65、清虫杆；66、称重传感器；67、电动推杆；68、支撑座；69、害虫采集箱；7、害虫收集箱；8、杀虫灯支架；81、横杆；82、太阳能电池板；83、设备箱；84、活动门；9、图像采集装置。

具体实施方式

如图1所示的具有人工智能预测害虫的智能杀虫灯，包括图像采集装置9、灯罩1、底座6、安装在所述灯罩1和底座6之间的杀虫组件；下面分别对各个组件进行详细描述：

所述杀虫组件包括安装在灯罩1和底座6之间的诱虫灯5、金属电网4和支撑杆3；所述诱虫灯5设置在灯罩1和底座6的中部，金属电网4环绕所述诱虫灯5的周向布置；所述底座6包括害虫采集箱69，所述害虫采集箱69为上下均开口的筒状结构，害虫采集箱69的上部向外延伸形成接虫盘61；所述害虫采集箱69内安装有一个承虫板安装座63，所述承虫板安装座63上安装有一个水平设置的承虫板62，所述承虫板62与承虫板62安装之间设有称重传感器66，承虫板62上还设有害虫清理机构；该杀虫灯利用诱虫灯5引诱害虫，害虫碰到高压电网的一瞬间被击杀落入底座6中的承虫板62上，害虫落在承虫板62上时压力传感器工作，对承虫板62上的害虫重量进行实时监测。当承虫板62上的害虫重量值达到预设阈值时，则控制害虫清理机对承虫板62上的害虫进行清理。

所述承虫板62与害虫采集箱69的上端开口齐平，图像采集装置9的摄像头迎向所述承虫板62设置；所述灯罩1内设有智能控制电路2，所述智能控制电路2的输入端与称重传感器66的输出端电连接，智能控制电路2的输出端分别与图像采集装置9、金属电网4、诱虫灯5和害虫清理机构电连接。在杀虫过程中，可利用图像采集装置9采集承虫板62中的害虫图像，并根据采集到的害虫图像识别害虫在不同时段的数量和种类，对于未来的虫害能够科学的针对的预防。

根据本申请的一个实施例，该杀虫灯还包括与智能控制电路2的输入端连接的用于统计害虫清理机构工作频率的计数器和用于提供时钟信号的计时器，所述图像采集装置9的图像采集频率可根据承虫板62上数量变化进行调节。图像采集装置9的图像采集频率具体操作为：通过计算单位时间内害虫清理机构的工作频率，并根据害虫清理机构的工作频率来调整拍照频率。例如：设置压力传感器达到预设预置50g的时候，通过智能控制电路2驱动害虫清理机构工作，并记录害虫清理机构在1分钟内的工作频率为2次(即1分钟内清理了2次害虫)时，则设置图像采集装置9的拍照频率为每分钟10次；当害虫清理机构在1分钟内的工作频率为5次(即1分钟内清理了5次害虫)时，则可设置图像采集装置9的拍照频率为每分钟20次。通过根据害虫数量设置拍照频率可使识别昆虫的准确度更高，并同时降低功耗。

根据本申请的一个实施例，当称重传感器66检测到承虫板62中存在物体时，则启动图像采集装置9工作，否则图像采集装置9自动休眠，采用这种控制方式可以避免图像采集装置9在没有害虫的情况时也长时间处于工作状态，同时降低了功耗。

根据本申请的一个实施例，所述承虫板安装座63的一侧与所述害虫采集箱69的内壁铰接，承虫板安装座63的另一端下方设有与电动推杆67，所述电动推杆67的顶部与承虫板安装座63铰接，底端与固定在害虫采集箱69的内壁上的支撑座68固定连接；所述害虫清理机构包括固定在所述承虫板安装座63的中部下方的驱动器64以及与驱动器64的输出轴连接的转轴，所述转轴的上端部垂直向上穿过所述承虫板安装座63和承虫板62与一水平设置的清虫杆65连接。当承虫板62上的害虫重量值达到预设阈值时，则可通过智能控制电路2驱动电动推杆67收缩使承虫板62倾斜，并同时驱动驱动器64带动清虫杆65转动，将承虫板62上的害虫清理干净。清虫杆65与承重板平行设置相互接触，与为了增强清理效果，还可以在清虫杆65迎向承虫板62的一侧布置毛刷。

根据本申请的一个实施例，该杀虫灯还包括设置在灯罩1顶部的且分别与智能控制电路2的输入端连接的光敏控制器和雨量传感器11，所述光敏控制器和雨量传感器11用于检测杀虫灯周边的降雨情况和照光情况，并根据检测到的降雨情况和照光情况通过智能控制电路2控制杀虫灯中各器件的工作状态，使杀虫灯在下雨和白天时不用工作，只有晚上及不下雨时在工作。

根据本申请的一个实施例，该杀虫灯还包括杀虫灯支架8以及设置杀虫灯支架8上部的横杆81，所述杀虫灯固定在所述横杆81上，所述杀虫灯支架8的顶部还安装有太阳能电池板82，杀虫灯支架8的底部设有设备箱83，所述设备箱83内设有与太阳能电池板82和智能控制电路2电连接的电池组，所述电池组和太阳能电池板82之间设有充电保护电路。通过利用太阳光能，响应符合国家提倡推广使用清洁能源。并且，具有人工智能预测害虫的智能杀虫灯安装方便，不用架设常规电，节约了能源，又节约了耗材费用，还有利于耕作又利于排除了常规电不安全的因素。此外，该设备箱83还配有活动门84，可便于检修。

根据本申请的一个实施例，所述害虫采集箱69的下方还设有与其连接的害虫收集箱7，可以利用害虫收集箱7将从承虫板62上清理下来的害虫收集起来以便于集中处理，害虫收集箱77可通过卡扣固定在卡扣的下方。

根据本申请的一个实施例，该智能杀虫灯还包括与通过无线传输单元与图像采集装置通信连接用于获取图像采集装置采集到的图像信息的图像识别单元；所述图像识别单元采用如下方法识别害虫种类：

s1：首先随所述图像信息进行预处理得到数字图像，通过种子填充法扫描获数字图像中的待测害虫的连通区域边缘，并筛选出各待测害虫的连通区域；

s2：通过循环扫描法找出各待测害虫的连通区域中的头部或/和胸部或/和腹部或/和翅膀的特征值，并分别标记头部的特征值为第一特征值，胸部的特征值为第二特征值，腹部的特征值为第三特征值，翅膀的特征值为第四特征值；

s3：将得到的所述第一特征值或/和第二特征值或/和第三特征值或/和第四特征值分别与系统中各种参考害虫的头部或/和胸部或/和腹部或/和翅膀的特征值进行比较，查找出与第一特征值或/和第二特征值或/和第三特征值或/和第四特征值近似度最高的害虫种类，并分别记录下相似度值si；其中，s1为第一特征值与参考害虫的头部特征值的相似度值，s2为第二特征值与参考害虫的胸部特征值的相似度值，s3为第三特征值与参考害虫的腹部特征值的相似度值，s4为第四特征值与参考害虫的翅膀特征值的相似度值；若未查找到某一部分的相似度值si，则标记为0；

s4：对相似度值si进行校正具体校正公式如下：

si′＝aisi

其中，i＝1、2、3、4；a1为s1的修正系数，a2为s2的修正系数，a3为s3的修正系数，a4为s4的修正系数，s1′为校正后的头部相似度值，s2′为校正后的胸部相似度值，s3′为校正后的腹部相似度值，s4′为校正后的翅膀相似度值；其中，由于被灭杀的害虫在掉落在成虫板后会被后掉落的害虫遮挡不分部位，故本申请通过分别获取待测害虫的头部或/和胸部或/和腹部或/和翅膀的特征值与参考害虫的特征值比较，可以提高识别数据的完整性，并且，通过对待测害虫的头部或/和胸部或/和腹部或/和翅膀进行分别判断识别，大大提高了害虫种类识别的准确性。

s5：将校正后的s1′或/和s2′或/和s3′或/和s4′进行归一化处理得到待测害虫相似度值s，具体采用公式如下：

s＝(k1s1′+k2s2′+k3s3′+k4s4′)/n

其中，k1为头部相似度值s1′的权重，k2为胸部相似度值s2′的权重，k3为腹部相似度值s3′的权重，k4为翅膀相似度值s4′的权重，n＝1、2、3或4，n的取值为s1′、s2′、s3′和s4′中不为零的数值个数；

s6：将待测害虫相似度值s分别与预设相似度值阈值进行比较，若待测害虫相似度值s大于等于预设相似度值阈值，则将待测害虫相似度值s所对应的待测害虫与系统中预存的害虫进行匹配并输出结果，否则标记该相似度值所对应的待测害虫的特征值为新物种害虫，并将其扩充到数据库作为参考特征值；

s7：重复上述步骤，直至完成所有待测害虫的种类识别。

由于即使对承虫板上的害虫进行及时清理，还是可能有极少部分被灭杀的害虫在掉落在承虫板上后会被后落下的害虫遮挡住部分部位，本申请通过分别待测害虫的头部或/和胸部或/和腹部或/和翅膀进行特征值采集对比，可以进一步数据采集的完整性和准确性。

根据本申请的一个实施例，所述图像识别单元采用如下方法识别害虫数量：

统计图像中各种害虫的第一特征值、第二特征值、第三特征值和第四特征值的出现次数，选取出现次数的最大次数值作为害虫的数量。采用这种方法进行计数可以避免因部分害虫掉落后被遮挡部分部位导致计数不准确的问题，有效提高了计数准确性。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。