一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统

本发明属于智能识别，本公开总体上涉及综合蚊虫管理系统且更具体地涉及用于蚊虫运动轨迹识别及预测系统。

背景技术：

1、蚊虫防害是ipm计划的重要组成部分；如果居民低估蚊虫种群，足够多的蚊虫引起严重的生命损害。另一方面，如果居民无法对蚊虫实时有效地监测与杀害，居民可能会通过施用不必要的杀虫剂而浪费金钱和资源。

2、因此蚊虫种群的有效检测与状态预测，实现高效率的蚊虫精准杀害是蚊虫妨害计划中最具挑战性的组成部分之一。

3、目前基于蚊虫监测的方法主要有物理手段和外界传感器手段：

4、其中物理手段成本低，但是效果不理想；基于外界传感器可以实现蚊虫的实时监测与预测。

5、因此本发明公开一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统，每个电子蚊虫活动状态监测系统包括杀害至少一种目标蚊虫种类的杀虫剂；包括一个或多个传感器，被配置为响应于单个蚊虫靠近边界后产生一个或多个输出电子信号序列；包括电子控制器，其被配置为执行传感器产生的电子信号序列的信号分析与检测，对一定范围的单个蚊虫进行识别与计数；基于一个或多个传感器得到蚊虫种类和活动位置信息的时刻启用蚊虫杀虫剂使能开关并执行一定时间范围内的蚊虫计数和分布密度计算。本发明可以高校快速实现蚊虫的识别及状态预测，并基于蚊虫位置实现精准杀害。

技术实现思路

1、本发明目的在于识别不同蚊虫种类的位置与速度并实现蚊虫的精准杀害。

2、为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

3、一个方面，一种电子蚊虫活动状态监测系统可以包括：每个电子蚊虫活动状态监测系统可以包括杀害至少一种目标蚊虫种类的杀虫剂；包括一个或多个传感器，被配置为响应于单个蚊虫靠近边界后产生一个或多个输出电子信号序列；包括电子控制器，其被配置为执行传感器产生的电子信号序列的信号分析与检测，对接近传感器一定范围的单个蚊虫进行识别与计数；基于一个或多个传感器得到蚊虫种类和活动位置信息的时刻启用蚊虫杀虫剂使能开关并执行一定时间范围内的蚊虫计数和分布密度计算。

4、蚊虫活动状态监测系统的一些实施例中，一个或多个传感器可以包括超声波雷达传感器；超声波雷达传感器可以包括多个金属元件，这些金属元件限定了具有开放底表面的圆柱体；传感器可以被配置为产生一定范围内的超声波信号；

5、一些实施例中，电子控制器可以被配置为通过分析频谱f(k)、振幅a(k)、上升时间τ(k)和下降时间τ(k+1)内输出信号的电脉冲的宽度和频率f1，对接近传感器一定范围的单个蚊虫进行识别与计数。

6、在其他实施例中，电子控制器可以被配置为通过将传感器融合算法应用于一个或多个超声波雷达定位信号来确定接近接近范围的蚊虫是否属于至少一种目标蚊虫种类。

7、在一些实施例中，一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统可以进一步包括用于与相邻一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统无线通信的通信模块。在其他实施例中，一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统可以进一步包括用于确定一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统的部署位置的超声波雷达定位模块。

8、在其他实施例中，一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统还可以包括电池，该电池经由电源控制器向电子控制器以及一个或多个传感器供电。

9、在一些实施例中，在一定观测时间段内，一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统可进一步包括具有至少一个蚊虫收集器。在其他实施例中，一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统可以进一步包括容纳电子控制器的壳体。壳体可以构造成可互换地装配有立体形状的蚊虫收集器之一。

10、根据另一方面，综合蚊虫管理系统可以包括多个电子蚊虫监测设备(一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统)。

11、多个蚊虫运动轨迹识别及预测系统中的每一个可以包括一个或多个传感器，电子控制器以及无线电，传感器被配置为检测目标蚊虫种类。

12、具体方法为：被配置为通过将传感器融合算法应用于由所述一个或多个传感器生成的所述一个或多个超声波雷达定位信号，来确定接近所述接近的个体蚊虫是否属于所述至少一种蚊虫的种类i；

13、电子控制器，其被配置为对在一个时间段内检测到的目标蚊虫的数量进行计数,方法为：

14、a：传感器超声波雷达定位信号f1(k)通过在固定时间τ[k，k+1]内与参考蚊虫信息频率做相关检测，通过和本地蚊虫执行一定搜索步长的相关峰值r(δf)计算执行峰值检测得到蚊虫种类i；

15、b：在和先验蚊虫频率范围内出现较高的相关峰值r(δf)的条件下，识别为蚊虫种类和活动频率；在观测时间段τ[k，k+1]重复步骤a与b得到不同种类蚊虫下的蚊虫数量xi，于不同种类蚊虫在一定时间内的计数结果实现蚊虫分布密度函数的计算；

16、无线电，其被配置为传输通信在检测期间检测到的目标蚊虫的数量xi。

17、在蚊虫管理系统的一些实施例中，多个蚊虫运动轨迹识别及预测系统中的每个可以进一步包括被配置为确定一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统的位置的超声波雷达定位模块，在检测到蚊虫种类的情况下基于无线通信网络将蚊虫触发信号发送到超声波雷达定位模块，开启蚊虫定位使能模块，实现不同蚊虫种类的定位解算功能，具体为：在检测到蚊虫种类的条件下，和所述电子控制器连接的确定所述一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统的部署位置的定位系统模块，启动蚊虫定位系统得到相应蚊虫种类下的位置[x，y，z]和速度[v]。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

19、一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统中的每一个的无线电可以被进一步配置为通过无线网络传输一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统的位置。多个一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统中的每一个的无线电可以被配置为通过无线网络直接与多个一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统中的仅第一子集通信。多个一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统中的每一个的无线电可以被配置为使用多跳通信在无线网络上与多个一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统中的第二子集间接通信，具体为：基于蚊虫定位系统得到的一定时间内的相应蚊虫种类下的位置与速度执行蚊虫杀虫剂使能开关实现蚊虫的杀害。

技术特征：

1.一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统,其特征在于，基于一个或多个传感器执行蚊虫运动轨迹识别及预测系统，在得到蚊虫种类和活动位置信息的时刻启用蚊虫杀虫器使能开关，并执行一定时间范围内的蚊虫计数和分布密度函数；具体包括：

2.根据权利要求1所述的蚊虫运动轨迹识别及预测系统，其特征在于，所述电子控制器被配置为通过分析频谱f(k)、振幅a(k)、上升时间τ(k)和下降时间τ(k+1)内输出信号的电脉冲的宽度和频率f1，对接近传感器一定范围的单个蚊虫进行识别与计数。

3.根据权利要求1所述的蚊虫运动轨迹识别及预测系统，其特征在于，所述蚊虫运动轨迹识别及预测的步骤为：

4.根据权利要求3所述的蚊虫运动轨迹识别及预测系统，其特征在于，所述s12：传感器输出信号f1(k)通过在固定时间τ[k，k+1]内与参考蚊虫信息频率做相关检测，通过和本地蚊虫的相关峰值r(δf)执行峰值检测得到蚊虫种类i，并按照蚊虫的种类i.频率范围fi和不同种类对应的个数的方法为：

5.根据权利要求3所述的蚊虫运动轨迹识别及预测系统，其特征在于，所述s13:在检测到蚊虫种类的条件下，和所述电子控制器连接的超声波雷达模块，启动蚊虫定位系统得到相应蚊虫种类下的位置与速度的方法为：

6.根据权利要求1所述的蚊虫运动轨迹识别及预测系统，其特征在于，还包括用于与相邻电子蚊虫活动状态监测系统无线通信的通信模块，基于电子蚊虫活动状态监测系统输出的定位信息执行蚊虫的蚊虫杀虫剂使能开关，实现蚊虫的精准杀害。

7.根据权利要求3所述的蚊虫运动轨迹识别及预测系统，其特征在于，所述s14:基于蚊虫定位系统得到的一定时间内的相应蚊虫种类下的位置与速度执行蚊虫杀虫器使能开关实现蚊虫的杀害方法为：a：基于蚊虫定位系统得到蚊虫位置信息后开启蚊虫杀虫器使能开关；

8.根据权利要求3所述的蚊虫运动轨迹识别及预测系统其特征在于，，所述s15:基于不同种类蚊虫在一定时间内的计数结果实现蚊虫分布密度函数的计算的方式为：

9.根据权利要求1所述的蚊虫运动轨迹识别及预测系统，其特征在于，所述至少一种目标蚊虫种类包括：淡色库蚊、致乏库蚊及三带喙库蚊中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的蚊虫运动轨迹识别及预测系统，其特征在于，所述杀害至少一种目标蚊虫种类的杀虫剂包括市场上公开中的一种或多种。

技术总结
本发明公开一种蚊虫运动轨迹识别及预测系统，每个电子蚊虫活动状态监测系统包括杀害至少一种目标蚊虫种类的杀虫剂；包括一个或多个传感器，被配置为响应于单个蚊虫靠近边界后产生一个或多个输出电子信号序列；包括电子控制器，其被配置为执行传感器产生的电子信号序列的信号分析与检测，对一定范围的单个蚊虫进行识别与计数；基于一个或多个传感器得到蚊虫种类和活动位置信息的时刻启用蚊虫杀虫剂使能开关并执行一定时间范围内的蚊虫计数和分布密度计算。本发明可以高校快速实现蚊虫的识别及状态预测，基于蚊虫位置实现精准杀害。

技术研发人员：赵宁,郭俊燃,刘源
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16