CN103168762A - 田间灯诱昆虫图像采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种田间灯诱昆虫图像采集装置。它包括灯光诱杀模块、昆虫传输模块、图像采集模块和昆虫收集箱。除灯光诱杀模块外，其余模块安装在一密闭箱体内。灯光诱杀模块包括中心的诱虫光源、中间的杀虫电网和外层的外网罩，位于箱体外顶部。昆虫传输模块包括白色平传送带、电机、皮带轮轴和长条刷，位于中部。图像采集模块包括光源、图像传感器、图像采集控制、存储和传输设备，位于上部。诱虫灯诱集昆虫，经杀虫电网杀死，通过箱体进虫口落入平传送带，电机控制皮带转轴带动传送带使昆虫送至图像传感器下，采集昆虫图像并存储。当传送带运动方向发生改变，昆虫脱离传送带，落到下面的昆虫收集箱，下部的长条刷清理传送带上的杂质。
Description
技术领域
本发明涉及一种田间昆虫图像采集装置。
背景技术
目前，农作物害虫监测中，广泛应用黑光灯或白炽灯来诱杀田间昆虫，次日取回，再由人工识别和计数主要灯诱害虫。依靠人工识别、计数害虫存在计数准确性差、效率低和非实时性等问题。计算机图像识别与处理技术的发展为实现农作物田间灯诱害虫测报的智能化提供了可能，通常的做法是先通过灯光诱杀昆虫，再用图像传感器采集昆虫图像，并利用计算机对图像进行识别与计数。在这一过程中采集到清晰的不叠加的昆虫图像是正确识别与计数的关键。邱道尹等人在《农业机械学报》发表文献“基于机器视觉的大田害虫检测系统, 2007,38 (1):120-122”中建立了一套害虫实时检测系统，该系统的诱集传输机构包括诱集致昏机构、分散传输机构; 光照及采集处理子系统包括均匀光照系统、图像采集处理子系统。分散传输机构由上下储水箱、水泵和过滤网组成，也就是通过水来分散诱集的昆虫，使得昆虫不堆积、减少粘连，便于后期的图像处理。Qing Yao 等人在《Journal of Integrative Agriculture》发表文献“An insect imaging system to automate rice light-trap pest identification，2012,11(6):978-985”中建立了一个室内水稻灯诱害虫图像采集系统，该系统需将灯诱昆虫取回室内；通过不同目数筛网来筛选体型大小不同的昆虫到玻璃板上采集图像。
以上两种方式都存在一些不足，用水分散昆虫存在的问题是有些小型昆虫落入水中后可能被水浸湿而导致采集到的昆虫图像不清晰；有些昆虫的翅也很容易被水浸湿导致昆虫图像特征不完全，影响后期图像识别。由于该系统的水是循环使用，当时间长了后，水将受到污染，而影响图片的质量。而用网筛分选昆虫落在玻璃板上容易叠加而影响后续的昆虫识别和计数；玻璃板容易沾粘杂质而使图像质量变差，虫量较多时费时费力。
发明内容
为了实现农作物田间害虫测报的智能化，本发明提供了一种农作物田间灯诱昆虫图像采集装置，该装置利用灯光诱杀，传输带传送将灯诱昆虫传送到图像传感器下采集图像的方式。
为实现上述目的，本发明专利所采用的技术方案是：所述的田间灯诱昆虫图像采集装置，包括灯光诱杀模块、昆虫传输模块、图像采集模块和昆虫收集箱。除灯光诱杀模块外，昆虫传输模块、图像采集模块和昆虫收集箱安装在一密闭箱体内。图像采集模块在箱体内上部、昆虫传输模块在中部、昆虫收集箱在箱体内的底部位于昆虫传输模块的下方。灯光诱杀模块布置在箱体外顶部。
所述的灯光诱杀模块由中心位置的诱虫光源、中间的杀虫电网、外层的外网罩三层结构形式。杀虫电网为竖条栅网形式，间隔为正负电极，将诱虫光源前后包围；杀虫电网外再前后包围外网罩，外网罩为横条栅网形式，起防止触电的作用，外网罩距杀虫电网有一段等距空间，三者由两侧的侧板固定连接，顶覆盖有盖板，形成有一通透的长方形底的立方体，底部通透的长方形底与箱体的进虫口相接，长方形底与箱体顶部的进虫口相对应，使进入到外网罩内触到杀虫电网而触电而亡的昆虫落入到箱体的进虫口。
所述的昆虫传输模块包括白色平传送带、电机、皮带轮轴和清理长条刷，白色平传送带宽度范围与图像传感器的取景宽度相对应，比箱体的进虫口的长度长，使由箱体的进虫口落下的昆虫完全落在平传送带上，两皮带轮轴平行布置，外套上平传送带并张紧，放置于箱体的进虫口和图像采集模块的下方，由电机控制其中一皮带轮轴转动带动白色平传送带连续缓慢的循环转动。所述的长条刷布置成与皮带轮轴平行，位于平传送的下部，且顶端紧贴平传送带下表面，以便刷掉平传送带表面杂质。
所述的图像采集模块包括图像光源、图像传感器、图像采集控制、存储和传输设备。所述图像光源以图像传感器为中心安装在白色平传送带上方，为获取图像提供照明；图像传感器可每隔一定时间采集图像或连续采集并存储图像。
所述的箱体为长方体的密封壳体，在顶部开有一长方形的开口作为落虫口，落虫口向下有一延伸通道，并在内部安装除灯光诱杀模块以外的所有设备。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
所述的一种田间灯诱昆虫图像采集装置的灯光诱杀模块中外网罩可防止触电，昆虫由于灯光的引诱穿过外网罩触碰到电网而被杀死后下落通过通透的长方形底进入箱体的进虫口、沿进虫口下的导向延伸通道落到连续缓慢的转动平传送带上，平传送带的运动不断带动昆虫前行使诱杀的昆虫被平铺成一个面，并送到图像传感器下方，图像传感器采集图像；当前行到皮带轮轴处平传送带的运动方向发生变化，使被诱杀的昆虫下落脱离平传送带，落到昆虫收集箱中， 由于粘连未落下的昆虫等，再经平传送带下部的长条刷进一步清理，平传送带连续转动接收诱杀的昆虫。由于平传送带的运动而使诱杀到的昆虫不堆积，易于后期昆虫图像的识别与计数处理。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是田间灯诱昆虫图像采集装置示意图。
图2是灯光诱杀模块示意图。
图3是箱体示意图。
图中：灯光诱杀模块1、昆虫传输模块2、图像采集模块3、昆虫收集箱4、封闭箱体5、诱虫光源11、杀虫电网12、外网罩13、空间14，侧板15、盖板16，通透的长方形底17、白色平传送带21、平皮带轮轴22、电机23、长条刷24、传动带25、图像传感器31、光源32、图像采集与存储设备33、落虫口51，延伸通道52。
具体实施方式
如图1所示，一种田间灯诱昆虫图像采集装置，包括灯光诱杀模块1、昆虫传输模块2、图像采集模块3、昆虫收集箱4和用于安装昆虫传输模块2、图像采集模块3、昆虫收集箱4的封闭箱体5。灯光诱杀模块1布置在箱体5外顶部；在封闭箱体5内部图像采集模块3在箱体内上部、昆虫传输模块2在中部、昆虫收集箱4在箱体5内的底部位于昆虫传输模块2的下方。
如图2所示，所述的灯光诱杀模块1由中心位置的诱虫光源11、中间的杀虫电网12、外层的外网罩13三层结构形式。杀虫电网12为竖条栅网形式，相邻的两条分别与正负电极相连，且间距小于需要诱杀昆虫的形体，使昆虫试图穿过竖条栅网将触碰到相邻的两条而触电，杀虫电网12将诱虫光源11前后包围；杀虫电网12外再前后包围有外网罩13，外网罩13为横行栅网，起防止触电的作用，外网罩13距杀虫电网有一段空间14，三者由两侧的侧板15固定连接，顶覆盖有盖板16，形成有一通透的长方形底17的立方体，底部通透的长方形底17与箱体的进虫口51相接，长方形底17与箱体顶部的进虫口51相对应，两者大小形状相当，使进入到外网罩13内触到杀虫电网12而触电而亡的昆虫落入到箱体的进虫口51。
如图1所示，所述的昆虫传输模块包括一定长宽的环形白色平传送带21、使环形平传送带21撑起并张紧的平皮带轮轴22、使平皮带轮轴22转动并带动平传送带21运动的电机23和用于清理平传送带21上的被拍摄后需要清理掉的昆虫等物体的长条刷24。两皮带轮轴22平行布置，平传送带21外套在两皮带轮轴22上并拉开两皮带轮轴22距离使平传送带21张紧，放置于箱体5内的进虫口51和图像采集模块3的下方，皮带轮轴22的轴向与箱体的进虫口51的长度方向相一致，平传送带21宽度范围与图像传感器的取景宽度相对应，比箱体的进虫口51的长度长，使由箱体的进虫口51落下的昆虫完全落在平传送带21上，电机通过传动带25将动力传到其中一皮带轮轴22，进而带动平传送带21连续缓慢的循环运动。平传送带21运动方向是由进虫口51向图像采集模块3方向运动；所述的长条刷24布置成与皮带轮轴22平行，位于平传送的下部，且顶端紧贴平传送带下表面，以便刷掉平传送带表面杂质。
所述的图像采集模块3包括图像传感器31、摄像时所需拍摄光源32和图像采集的控制、存储与传输设备33。所述图像传感器31安装在平传送带21正上方可获取整个平传送带21上表面的图像；拍摄光源32以图像传感器为中心安装在平传送带21正上方，为获取图像提供照明；图像传感器31可每隔一定时间采集图像或连续采集图像并存储图像。
所述的昆虫收集箱4为一有带有一定高度边壁的长方形盘体，盘体宽度大于平传送带21宽度，使被拍摄后需要清理掉的昆虫等物体能被完全收集到昆虫收集箱4内。
如图3所示，所述的箱体5为长方体的密封壳体，在顶部开有一长方形的开口作为落虫口51，落虫口向下有一延伸通道52，延伸通道52对准平传送带21一端，使诱杀的昆虫从延伸通道52落下后在平传送带21一端上沿皮带轮轴22轴向方向一线排开。
尽管本发明的内容已经通过上述具体实施方式作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。
Claims (5)
1.一种田间灯诱昆虫图像采集装置，其特征在于，它包括灯光诱杀模块、昆虫传输模块、图像采集模块和昆虫收集箱，除灯光诱杀模块外，其余昆虫传输模块、图像采集模块、昆虫收集箱安装在一密闭箱体内，图像采集模块在箱体内上部、昆虫传输模块在中部、昆虫收集箱在箱体内的底部位于昆虫传输模块的下方，灯光诱杀模块布置在箱体外顶部。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的灯光诱杀模块由中心位置的诱虫光源、中间的杀虫电网、外层的外网罩三层结构形式，杀虫电网为竖条栅网形式，间隔为正负电极，将诱虫光源前后包围；杀虫电网外再前后包围外网罩，外网罩为网格式或孔眼式，起防止触电的作用，外网罩距杀虫电网有一段等距空间，三者由两侧的侧板固定连接，顶覆盖有盖板，形成有一通透的长方形底的立方体，底部通透的长方形底与箱体的进虫口相接，长方形底与箱体顶部的进虫口相对应，使进入到外网罩内触到杀虫电网而触电而亡的昆虫落入到箱体的进虫口。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的昆虫传输模块包括白色平传送带、电机、皮带轮轴和清理长条刷，白色平传送带宽度范围与图像传感器的取景宽度相对应，比箱体的进虫口的长度长，使由箱体的进虫口落下的昆虫完全落在平传送带上，两皮带轮轴平行布置，外套上平传送带并张紧，放置于箱体的进虫口和图像采集模块的下方，由电机控制其中一皮带轮轴转动带动白色平传送带连续缓慢的循环转动，所述的长条刷布置成与皮带轮轴平行，位于平传送的下部，且顶端紧贴平传送带下表面，以便刷掉平传送带表面杂质。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的图像采集模块包括图像光源、图像传感器、图像采集控制、存储和传输设备；所述图像光源以图像传感器为中心安装在白色平传送带上方，为获取图像提供照明；图像传感器可每隔一定时间采集图像或连续采集图像并存储图像。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的箱体为长方体的密封壳体，在顶部开有一长方形的开口作为落虫口，落虫口向下有一延伸通道，长方形落虫口的长度方向与平传送带上皮带轮轴平行，并在内部安装除灯光诱杀模块以外的所有设备。
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