昆虫监测系统及方法与流程

本技术涉及昆虫监测系统和用于操作该昆虫监测系统的方法。

背景技术：

1、在世界的许多地区中，用于种植作物的农业土地受到有害生物(如昆虫)的不利影响，这些有害生物破坏部分作物并且降低产量。每年估计作物生产的全球损失在20％至40％之间。侵袭性昆虫和植物病害每年花费全球经济约2900亿美元。

2、在许多情况下，使用农药来控制区域内的有害生物。然而，农药(例如杀虫剂)的使用基于通常过时的并且不代表在特定时间点在该区域内实际存在给定类型的昆虫的信息，由此降低了其有效性并且可能对环境造成浪费或损害。例如，许多其他昆虫(如蜜蜂等)，可能不会不利地影响作物，或者实际上可能通过对植物授粉和以作为有害生物的昆虫为食而有益，这些有用的昆虫或蛛形类也可能通过不加区别地喷洒农药而受到不利地影响。

3、有害生物综合治理(integrated insect management，ipm)是一种生态方法，该方法通过技术组合(如生物控制、生活环境操纵、文化实践的改良、用抗昆虫品种种植、以及限制化学农药的使用)帮助减少作物生产的损失并且减少由昆虫引起的植物病害，同时最小化对人和环境的风险。辨识和监测昆虫种群及其天敌种群是实施成功的ipm程序的重要部分。

技术实现思路

1、根据本技术的广义方面，提供了一种昆虫监测系统，包括：昆虫吸引灯、入口、通道、昆虫收集网(insect collecting net，icn)、风扇、相机和控制器；该入口邻近昆虫吸引灯定位，通道从入口延伸到端部，昆虫收集网(icn)在入口和端部之间定位，风扇用于在入口和端部之间产生气流，相机与icn的气流侧相对定位，控制器操作地连接至昆虫吸引灯、风扇以及相机中的每个。控制器是可操作的以：使昆虫吸引灯激活，使风扇激活，使得由昆虫吸引灯吸引的昆虫被气流吸入该入口中并被困在icn上，以及通过相机获取icn的图像。

2、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，该通道的端部包括排气装置。

3、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，该控制器是可操作的以：使该昆虫吸引灯停用，以及使该风扇停用。

4、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，该昆虫监测系统还包括：伺服电机，该伺服电机旋转地连接至该icn，该控制器被还配置为使该伺服电机激活以旋转该icn从而经由该排气装置释放昆虫。

5、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，该昆虫监测系统还包括：另外的伺服电机，该另外的伺服电机旋转地连接到位于该icn下方的清洁机构，该清洁机构包括至少一个刀片，该控制器还被配置为使该另外的伺服电机激活以引起该至少一个刀片的旋转运动。

6、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，该昆虫监测系统还包括照明阵列，该照明阵列邻近相机定位，以用于照亮icn，控制器还被配置为使照明阵列在昆虫吸引模式下激活、以及使照明阵列在待机模式下停用。

7、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，该昆虫吸引灯包括一组发光二极管(led)。

8、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，该昆虫吸引灯被配置用于发射波长在350与650nm之间的光。

9、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，该控制器被配置为根据预定时间表在该昆虫吸引模式和该待机模式中的一个中操作。

10、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，该昆虫监测系统还包括连接到该控制器的电源。

11、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，该电源包括太阳能板。

12、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，该电源包括电池。

13、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，该昆虫监测系统还包括通信模块，用于通过通信网络传输和接收数据。

14、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，该昆虫监测系统还包括：可操作地连接到该相机的处理器，该处理器可访问已经被训练用于昆虫识别的机器学习算法(mla)，该处理器被配置用于：接收该icn的图像，使用该mla分析该图像以识别一组昆虫，以及输出该组识别的昆虫，每个识别的昆虫与指示昆虫类型的昆虫标识符相关联。

15、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，每个识别的昆虫与指示该mla在识别昆虫方面的置信度的预测得分相关联。

16、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，每个识别的昆虫与边界框相关联，该边界框指示在图像中识别的昆虫的近似位置和大小。

17、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，每个识别的昆虫与至少部分地指示属于该图像中的识别的昆虫的像素的掩模相关联。

18、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，输出该组识别的昆虫包括：输出识别的昆虫的每种类型的数量。

19、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，该mla包括卷积神经网络(convolutional neural network，cnn)。

20、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，该mla包括区域候选网络(regionproposal network，rpn)。

21、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，该昆虫监测系统还包括：基于该组识别的昆虫，确定该组识别的昆虫中的天敌比率。

22、在该昆虫监测系统的一个或更多个实施例中，该昆虫监测系统连接到数据库，该处理器被还配置用于：基于该组识别的昆虫查询该数据库以获得杀虫剂推荐。

23、根据本技术的广义方面，提供了一种系统，该系统包括：昆虫监测系统，该昆虫监测系统包括：昆虫吸引灯、入口、通道、昆虫收集网(icn)、风扇、相机以及服务器；该入口邻近昆虫吸引灯定位，通道从入口延伸到端部，昆虫收集网(icn)在入口和端部之间定位，风扇用于在入口和端部之间产生气流以将由昆虫吸引灯吸引的昆虫吸入该入口中并困在icn上，相机与icn的气流侧相对定位，相机被操作以获取icn的图像，服务器连接至昆虫监测系统，服务器执行机器学习算法(machine learning algorithm，mla)，该机器学习算法(mla)已经被训练用于昆虫识别，服务器被操作以：接收由相机获取的icn的图像；使用mla分析图像以识别一组昆虫，每个识别的昆虫与指示昆虫类型的昆虫标识符相关联；以及输出一组识别的昆虫。

24、在该系统的一个或更多个实施例中，该系统还包括：连接至该服务器的客户端设备，该客户端设备可操作以从该服务器接收该组识别的昆虫。

25、在该系统的一个或更多个实施例中，该客户端设备连接至该昆虫监测系统。

26、在该系统的一个或更多个实施例中，该服务器被还配置用于：基于该组识别的昆虫确定杀虫剂推荐，以及将该杀虫剂推荐传输至该客户端设备以供显示。

27、在该系统的一个或更多个实施例中，在确定杀虫剂推荐之前：接收当前使用的杀虫剂，确定杀虫剂推荐还基于当前使用的杀虫剂。

28、在该系统的一个或更多个实施例中，杀虫剂推荐包括：杀虫剂类型和相关联的杀虫剂量。

29、在该系统的一个或更多个实施例中，杀虫剂推荐还包括：相关联的价格。

30、在该系统的一个或更多个实施例中，该服务器被还配置用于：基于该组识别的昆虫确定杀虫剂推荐，以及将该杀虫剂推荐传输至该客户端设备。

31、在该系统的一个或更多个实施例中，将杀虫剂推荐传输至该客户端设备包括传输附加产品的指示。

32、在该系统的一个或更多个实施例中，该附加产品的指示包括以下中的至少一项：农产品、食物产品、昆虫监测系统的部件和服务。

33、根据本技术的广义方面，提供了一种操作昆虫监测系统的方法，昆虫监测系统包括：昆虫吸引灯、入口、排气装置、昆虫收集网(icn)、风扇、以及相机，该入口邻近昆虫吸引灯定位，昆虫收集网(icn)在入口与排气装置之间定位，该风扇用于在入口和排气装置之间产生气流，该相机与icn的气流侧相对定位。该方法包括：激活昆虫吸引灯，激活风扇使得由昆虫吸引灯吸引的昆虫被气流吸入该入口中并困在icn上，以及激活相机以捕获icn的图像。

34、在该方法的一个或更多个实施例中，昆虫监测系统还包括与icn旋转地连接的伺服电机，该方法还包括：激活伺服电机以旋转icn，从而经由排气装置释放昆虫。

35、在该方法的一个或更多个实施例中，昆虫监测系统通过通信网络连接到电子设备，该方法还包括：向电子设备传输icn的图像。

36、在该方法的一个或更多个实施例中，该方法还包括：停用昆虫吸引灯，停用风扇，使得由昆虫吸引灯吸引的昆虫被气流吸入该入口中并困在icn上。

37、在该方法的一个或更多个实施例中，该昆虫监测系统包括控制器，该控制器操作地连接到该昆虫吸引灯、风扇和相机中的每个，该方法由该控制器执行。

38、根据本技术的广义方面，提供了一种用于基于识别的昆虫提供推荐的方法。该方法由处理器执行，该处理器能够访问已经被训练用于昆虫识别的机器学习算法(mla)。该处理器连接到数据库和客户端设备，该方法包括：接收图像；从该图像提取一组特征；基于该组特征来确定一组识别的昆虫，每个识别的昆虫与昆虫标识符相关联，该昆虫标识符与昆虫类型相关联；基于该组识别的昆虫从该数据库获取一组推荐；从该数据库获取一组产品；以及将该组推荐和该组产品传输至该客户端设备。

39、在该方法的一个或更多个实施例中，该组产品包括以下中的至少一项：农产品、食物产品、昆虫监测系统的部件和服务。

40、在该方法的一个或更多个实施例中，该组推荐包括杀虫剂推荐。