CN108244071B - 虫情预测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种虫情预测系统，包括：捕虫装置、第一拍摄装置、数据采集装置、移动装置、控制装置及处理装置。上述虫情预测系统，捕虫装置随移动装置在虫害监测区域移动，捕虫装置捕获虫体并集中在收虫室内，第一拍摄装置拍摄收虫室内的图像信息，数据采集装置采集相应的环境信息，实现对捕虫情况的监测。图像信息和环境信息通过控制装置发送至处理装置，处理装置根据接收的图像信息进行虫体分类和虫量计数，并结合环境信息完成虫情预测。该虫情预测系统能够准确高效地实现虫情预测，有利于虫害防治的进行。

Description

虫情预测系统

技术领域

本发明涉及虫害监测技术领域，特别是涉及一种虫情预测系统。

背景技术

虫害对农林作物和人类生活的危害极大。例如虫害能够使农林作物产生大面积减产，造成巨大经济损失，又如在人流密集的公共场所虫害会对人体产生伤害，造成传染疾病的传播。虫情预测是虫害防治的重要手段，一般在虫害监测区域捕获虫体进行取样分析，并结合往年同期数据实现虫情预测。然而，传统的虫情预测通常采用人工方式完成，费时费力，效率低下。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种虫情预测系统，能够提高虫情预测的效率，省时省力。

一种虫情预测系统，包括：

捕虫装置，所述捕虫装置包括具有收虫室的主体；

第一拍摄装置，所述第一拍摄装置用于拍摄收虫室内的图像信息；

数据采集装置，所述数据采集装置用于采集环境信息；

移动装置，所述捕虫装置、第一拍摄装置、数据采集装置均安装在所述移动装置上；

控制装置，所述控制装置安装在所述移动装置上，所述捕虫装置、第一拍摄装置、数据采集装置、移动装置分别与所述控制装置电性连接，所述控制装置用于控制所述捕虫装置、第一拍摄装置、数据采集装置、移动装置的工作状态；

处理装置，所述控制装置还用于接收图像信息和环境信息并发送至所述处理装置，所述处理装置用于根据图像信息进行虫体分类和虫量计数，并结合环境信息完成虫情预测。

上述虫情预测系统，捕虫装置随移动装置在虫害监测区域移动，捕虫装置捕获虫体并集中在收虫室内，第一拍摄装置拍摄收虫室内的图像信息，数据采集装置采集相应的环境信息，实现对捕虫情况的监测。图像信息和环境信息通过控制装置发送至处理装置，处理装置根据接收的图像信息进行虫体分类和虫量计数，并结合环境信息完成虫情预测。该虫情预测系统能够准确高效地实现虫情预测，有利于虫害防治的进行。

进一步地，所述主体由透明材料制成，所述第一拍摄装置位于收虫室外，所述第一拍摄装置朝向所述主体设置；或者，所述主体上设有与收虫室连通的拍摄窗口，所述拍摄窗口内设有透明隔板，所述第一拍摄装置位于收虫室外，所述第一拍摄装置朝向所述透明隔板设置。如此，能够便于第一拍摄装置在主体外完成图像信息的拍摄，避免第一拍摄装置影响收虫室内的环境导致虫情预测结果不准确。

进一步地，所述收虫室的入口处设有筛网，所述筛网用于过滤非目标虫体。利用筛网能够将非目标虫体过滤掉，从而去除无关因素，提高虫情预测结果的准确性。

进一步地，所述虫情预测系统还包括升降装置，所述升降装置安装在所述移动装置上，所述捕虫装置、第一拍摄装置均安装在所述升降装置上。利用升降装置改变捕虫装置、第一拍摄装置的高度，一方面能够在移动装置移动的过程中避开遇到的障碍物，保证取样顺利；另一方面能够在不同高度捕获虫体，提高样本的多样性。

进一步地，所述捕虫装置与所述升降装置可拆卸连接，所述捕虫装置为灯光捕虫器、声音捕虫器或气味捕虫器。根据实际情况可以对捕虫装置进行拆卸更换，满足不同场合和不同种类的捕虫需求。

进一步地，所述移动装置包括车体及分别设置在所述车体两侧的第一履带和第二履带，所述车体上设有电机，所述第一履带、第二履带分别与所述电机驱动连接，所述数据采集装置、控制装置、升降装置安装在所述车体上，所述电机与所述控制装置电性连接。通过电机驱动车体两侧的第一履带和第二履带，使得车体能够平稳移动，能够满足在恶劣环境下移动的需要。

进一步地，所述虫情预测系统还包括太阳能电池板及锂电池，所述太阳能电池板安装在所述升降装置上，所述锂电池安装在所述车体上，所述太阳能电池板、锂电池分别与所述控制装置电性连接。采用太阳能电池板和锂电池结合的双供电模式，既有利于户外作业，也有利于户内偏僻位置作业。

进一步地，所述数据采集装置包括温度传感器、湿度传感器及气体传感器，所述温度传感器、湿度传感器及气体传感器分别与所述控制装置电性连接。温度传感器、湿度传感器和气体传感器分别用于采集温度信息、湿度信息和气体含量信息，为虫情预测提供多种数据支持，有利于后续的研究。

进一步地，所述虫情预测系统还包括第二拍摄装置，所述第二拍摄装置用于拍摄路况信息，所述第二拍摄装置安装在所述移动装置上，所述第二拍摄装置与所述控制装置电性连接，所述控制装置用于控制所述第二拍摄装置的工作状态。利用第二拍摄装置拍摄相应的的路况信息，从而可以监测作业过程中出现问题的位置和原因，为后续改进提供指导。

进一步地，所述虫情预测系统还包括远程操控装置，所述远程操控装置与所述控制装置无线连接，所述处理装置与所述控制装置无线连接。通过远程操控装置，使用者可以根据路况信息对捕虫装置、第一拍摄装置、数据采集装置、移动装置、升降装置、第二拍摄装置的工作状态进行操控，方便作业。

附图说明

图1为本发明实施例所述的虫情预测系统的结构示意图。

附图标记说明：

100、捕虫装置，110、第一拍摄装置，120、数据采集装置，121、温度传感器，122、湿度传感器，123、气体传感器，130、移动装置，140、控制装置，150、处理装置，160、升降装置，170、太阳能电池板，180、锂电池，190、第二拍摄装置，200、远程操控装置。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

结合图1所示，本实施例所述的虫情预测系统，包括：

捕虫装置100，所述捕虫装置100包括具有收虫室的主体；

第一拍摄装置110，所述第一拍摄装置110用于拍摄收虫室内的图像信息；

数据采集装置120，所述数据采集装置120用于采集环境信息；

移动装置130，所述捕虫装置100、第一拍摄装置110、数据采集装置120均安装在所述移动装置130上；

控制装置140，所述控制装置140安装在所述移动装置130上，所述捕虫装置100、第一拍摄装置110、数据采集装置120、移动装置130分别与所述控制装置140电性连接，所述控制装置140用于控制所述捕虫装置100、第一拍摄装置110、数据采集装置120、移动装置130的工作状态；

处理装置150，所述控制装置140还用于接收图像信息和环境信息并发送至所述处理装置150，所述处理装置150用于根据图像信息进行虫体分类和虫量计数，并结合环境信息完成虫情预测。

上述虫情预测系统，捕虫装置100随移动装置130在虫害监测区域移动，捕虫装置100捕获虫体并集中在收虫室内，第一拍摄装置110拍摄收虫室内的图像信息，数据采集装置120采集相应的环境信息，实现对捕虫情况的监测。图像信息和环境信息通过控制装置140发送至处理装置150，处理装置150根据接收的图像信息进行虫体分类和虫量计数，并结合环境信息完成虫情预测。该虫情预测系统能够准确高效地实现虫情预测，有利于虫害防治的进行。

在本实施例中，所述主体由透明材料制成，所述第一拍摄装置110位于收虫室外，所述第一拍摄装置110朝向所述主体设置；或者，所述主体上设有与收虫室连通的拍摄窗口，所述拍摄窗口内设有透明隔板，所述第一拍摄装置110位于收虫室外，所述第一拍摄装置110朝向所述透明隔板设置。如此，能够便于第一拍摄装置110在主体外完成图像信息的拍摄，避免第一拍摄装置110影响收虫室内的环境导致虫情预测结果不准确。

进一步地，所述收虫室的入口处设有筛网，所述筛网用于过滤非目标虫体。利用筛网能够将非目标虫体过滤掉，从而去除无关因素，提高虫情预测结果的准确性。

本实施例所述的虫情预测系统还包括升降装置160，所述升降装置160安装在所述移动装置130上，所述捕虫装置100、第一拍摄装置110均安装在所述升降装置160上。利用升降装置160改变捕虫装置100、第一拍摄装置110的高度，一方面能够在移动装置130移动的过程中避开遇到的障碍物，保证取样顺利；另一方面能够在不同高度捕获虫体，提高样本的多样性。具体地，本实施例所述的升降装置160为伸缩杆，结构简单。

优选地，所述捕虫装置100与所述升降装置160可拆卸连接，所述捕虫装置100为灯光捕虫器、声音捕虫器或气味捕虫器。根据实际情况可以对捕虫装置100进行拆卸更换，满足不同场合和不同种类的捕虫需求。

具体地，本实施例所述的移动装置130包括车体及分别设置在所述车体两侧的第一履带和第二履带，所述车体上设有电机，所述第一履带、第二履带分别与所述电机驱动连接，所述数据采集装置120、控制装置140、升降装置160安装在所述车体上，所述电机与所述控制装置140电性连接。通过电机驱动车体两侧的第一履带和第二履带，使得车体能够平稳移动，能够满足在恶劣环境下移动的需要。

本实施例所述的虫情预测系统还包括太阳能电池板170及锂电池180，所述太阳能电池板170安装在所述升降装置160上，所述锂电池180安装在所述车体上，所述太阳能电池板170、锂电池180分别与所述控制装置140电性连接。采用太阳能电池板170和锂电池180结合的双供电模式，既有利于户外作业，也有利于户内偏僻位置作业。

具体地，本实施例所述的数据采集装置120包括温度传感器121、湿度传感器122及气体传感器123，所述温度传感器121、湿度传感器122及气体传感器123分别与所述控制装置140电性连接。温度传感器121、湿度传感器122和气体传感器123分别用于采集温度信息、湿度信息和气体含量信息，为虫情预测提供多种数据支持，有利于后续的研究。

在本实施例中，所述虫情预测系统还包括第二拍摄装置190，所述第二拍摄装置190用于拍摄路况信息，所述第二拍摄装置190安装在所述移动装置130上，所述第二拍摄装置190与所述控制装置140电性连接，所述控制装置140用于控制所述第二拍摄装置190的工作状态。利用第二拍摄装置190拍摄相应的路况信息，从而可以监测作业过程中出现问题的位置和原因，为后续改进提供指导。具体地，本实施例所述的第一拍摄装置110、第二拍摄装置190均为摄像头，使用方便。

进一步地，所述虫情预测系统还包括远程操控装置200，所述远程操控装置200与所述控制装置140通过Wifi无线连接，所述处理装置150与所述控制装置140通过Wifi无线连接。通过远程操控装置200，使用者可以根据路况信息对捕虫装置100、第一拍摄装置110、数据采集装置120、移动装置130、升降装置160、第二拍摄装置190的工作状态进行操控，方便作业。

具体地，控制装置140可以控制捕虫装置100的启停，控制装置140可以控制第一拍摄装置110的启停、拍照/摄像模式切换、拍照时间间隔、摄像时长，控制装置140可以控制数据采集装置120的启停，控制装置140可以控制移动装置130的启停、移动轨迹、移动速度，控制装置140可以控制升降装置160的启停，控制装置140可以控制第二拍摄装置190的启停、拍照/摄像模式切换、拍照时间间隔、摄像时长。所述处理装置150用于采用K-Means聚类算法对图像信息进行分析，将虫体图像信息从图像信息中分离出来，并获取相应的虫体颜色信息和虫体空间特征信息；所述处理装置150用于采用多尺度小波边缘检测算法对虫体图像信息进行分析，获取虫体闭合边缘曲线信息，根据虫体闭合边缘曲线信息总体虫量计数；所述处理装置150用于深度学习虫体图像信息、虫体颜色信息、虫体空间特征信息及虫体闭合边缘曲线信息，根据深度学习结果进行虫体分类和分类虫量计数。所述处理装置150用于根据一段时间的总体虫量计数结果、虫体分类结果及分类虫量计数结果进行数据分析，参考以往的虫情数据，并结合环境信息完成虫情预测。

本实施例所述的虫情预测系统一方面采用了物联网技术实现对捕虫作业的操控，另一方面采用了计算机图像分析技术实现虫情预测，省时省力，效率较高。

该虫情预测系统可以应用于农林业生产，在农林作物的虫害防治中替代农药，减少化学药物对环境造成的危害；可以应用于轨道交通站点或机场，减少蚊虫在这些人流密集的公共场所传播传染疾病的威胁；还可以用于家居、阳台或庭院，避免虫害对居住者造成伤害。

同时，制造虫情预测系统所用配件均为市场价格低廉的主流配件，性价比较高，应用前景和应用价值较佳。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种虫情预测系统，其特征在于，包括：

捕虫装置，所述捕虫装置包括具有收虫室的主体；

第一拍摄装置，所述第一拍摄装置用于拍摄收虫室内的图像信息；

第二拍摄装置，所述第二拍摄装置用于拍摄路况信息；

数据采集装置，所述数据采集装置用于采集环境信息；

移动装置，所述捕虫装置、第一拍摄装置、第二拍摄装置、数据采集装置均安装在所述移动装置上；

控制装置，所述控制装置安装在所述移动装置上，所述捕虫装置、第一拍摄装置、第二拍摄装置、数据采集装置、移动装置分别与所述控制装置电性连接，所述控制装置用于控制所述捕虫装置、第一拍摄装置、第二拍摄装置、数据采集装置、移动装置的工作状态；

处理装置，所述控制装置还用于接收图像信息和环境信息并发送至所述处理装置，所述处理装置用于采用K-Means聚类算法对图像信息进行分析，将虫体图像信息从图像信息中分离出来，并获取相应的虫体颜色信息和虫体空间特征信息；所述处理装置用于采用多尺度小波边缘检测算法对虫体图像信息进行分析，获取虫体闭合边缘曲线信息，根据虫体闭合边缘曲线信息总体虫量计数；所述处理装置用于深度学习虫体图像信息、虫体颜色信息、虫体空间特征信息及虫体闭合边缘曲线信息，进行虫体分类和分类虫量计数，并结合环境信息完成虫情预测。

2.根据权利要求1所述的虫情预测系统，其特征在于，所述主体由透明材料制成，所述第一拍摄装置位于收虫室外，所述第一拍摄装置朝向所述主体设置。

3.根据权利要求1所述的虫情预测系统，其特征在于，所述主体上设有与收虫室连通的拍摄窗口，所述拍摄窗口内设有透明隔板，所述第一拍摄装置位于收虫室外，所述第一拍摄装置朝向所述透明隔板设置。

4.根据权利要求1所述的虫情预测系统，其特征在于，所述收虫室的入口处设有筛网，所述筛网用于过滤非目标虫体。

5.根据权利要求1所述的虫情预测系统，其特征在于，还包括升降装置，所述升降装置安装在所述移动装置上，所述捕虫装置、第一拍摄装置均安装在所述升降装置上。

6.根据权利要求5所述的虫情预测系统，其特征在于，所述捕虫装置与所述升降装置可拆卸连接，所述捕虫装置为灯光捕虫器、声音捕虫器或气味捕虫器。

7.根据权利要求5所述的虫情预测系统，其特征在于，所述移动装置包括车体及分别设置在所述车体两侧的第一履带和第二履带，所述车体上设有电机，所述第一履带、第二履带分别与所述电机驱动连接，所述数据采集装置、控制装置、升降装置安装在所述车体上，所述电机与所述控制装置电性连接。

8.根据权利要求7所述的虫情预测系统，其特征在于，还包括太阳能电池板及锂电池，所述太阳能电池板安装在所述升降装置上，所述锂电池安装在所述车体上，所述太阳能电池板、锂电池分别与所述控制装置电性连接。

9.根据权利要求1所述的虫情预测系统，其特征在于，所述数据采集装置包括温度传感器、湿度传感器及气体传感器，所述温度传感器、湿度传感器及气体传感器分别与所述控制装置电性连接。

10.根据权利要求1所述的虫情预测系统，其特征在于，还包括远程操控装置，所述远程操控装置与所述控制装置无线连接，所述处理装置与所述控制装置无线连接。

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