CN109006738A - 一种智能杀虫方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明申请公开了一种智能杀虫方法，涉及昆虫捕捉领域，包括以下步骤：步骤一，虫情自动监测预警设备中的拍摄系统拍摄各个杀虫灯所在区域的昆虫图像并实时传递给害虫识别系统；步骤二，害虫识别系统通过对比昆虫图像和预先存储的害虫图像进行害虫识别；步骤三，害虫识别系统在识别出该区域有某种害虫爆发时，杀虫指令传输系统控制该区域杀虫灯开启与爆发害虫相对应的杀虫模式。

Description

一种智能杀虫方法及系统

技术领域

本发明涉及农作物自动化绿色防控领域，具体涉及一种智能杀虫方法。

背景技术

害虫的滋生会严重影响农作物的生长发育和收获，为了减少害虫对农作物的影响，一般会在农田中安装杀虫灯。现有的杀虫灯，虽然具体结构上有可能存在差异，但是其原理都是相同的，如专利文件CN102972369A太阳能杀虫灯以及CN106538494A农业杀虫灯中公开的杀虫灯，都是先通过引诱的方式使昆虫靠近杀虫灯，然后将采取电击等手段将昆虫杀死。

虽然，现在的杀虫灯在一定程度上减少了害虫，但是，仍然存在以下问题：

1、现有杀虫灯具有强大的诱虫功能，会使得铺设杀虫灯的区域昆虫密度增高，某种程度上加大了害虫对该区域农作物的侵害。

2、现有杀虫灯不分益虫、害虫均诱捕灭杀，对区域生态环境带有一定的负面影响。

3、现有杀虫灯一般保持持续开机状态，对杀虫灯本身的应用寿命也有一定影响。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种仅在害虫爆发时才启动杀虫灯的杀虫方法。

为达到以上目的，提供如下方法：

方法一：步骤一，虫情自动监测预警设备中的拍摄系统拍摄杀虫灯所在区域昆虫形成昆虫图像，拍摄系统将昆虫图像发送给害虫识别系统；

步骤二，害虫识别系统通过对比昆虫图像和预先存储的害虫图像进行害虫识别；

步骤三，害虫爆发预警系统将害虫识别系统识别出的害虫进行统计，当杀虫灯所在区域内的害虫数量达到预先设置的预警数量后，害虫爆发预警系统通过杀虫指令传输系统向杀虫灯发送杀虫指令；

步骤四，杀虫灯接收到杀虫指令后，依据检测出的爆发害虫种类，开启杀虫灯上诱虫灯的相应光谱，针对爆发害虫进行诱捕杀虫。

本方法的优点在于：

杀虫灯不是一直处于开启状态，只有当害虫识别系统在识别出杀虫灯周围害虫爆发时，杀虫指令传输系统才会控制杀虫灯开启，这样既节约了用电，又增加了保护杀虫灯、延长杀虫灯使用寿命的效果。同时，因为杀虫灯不是始终都开着，也避免了昆虫集聚到杀虫灯周围，对杀虫灯附近的农作物造成不良影响。

本方法通过害虫识别系统，在杀虫前就对害虫进行识别，并且开启杀虫灯上适合爆发害虫的诱虫光谱，有效减少了对益虫的杀害，增加了保护益虫的效果，将更利于农作物的生长。

此外，现有的杀虫灯大多独立工作，在使用和维修的时候，无法统一操作，给大片农田的管理的造成不便。而本方法通过虫情监测预警系统，能够同时控制多个杀虫灯，使在大片农田中的杀虫灯能够实现统一操作。极大节约了单独操作的时间。

方法二：进一步，在步骤一中，通过虫情自动监测预警设备上的高清摄像头或自动扫描装置拍摄杀虫灯附近的所有昆虫形成昆虫图像。

高清摄像头，指HD 1080P或HD 960P或HD 720P的摄像头。HD 1080P为全高清，高清在数字电视里有明确的规定，在摄像头里没有明确规定，但已经形成了默认的行规。

方法三：进一步，在步骤二中，害虫图像包括多种表示不同害虫的害虫图像，害虫识别系统根据不同的害虫图像及其特征识别害虫种类；杀虫指令传输系统根据害虫种类发送杀虫指令。

通过预先存储的多种害虫图像，能够识别不同种类的害虫，进而针对不同的害虫发送不同的杀虫指令给杀虫灯杀虫。

杀虫灯接收到杀虫命令后，会根据命令的不同，开启相应的光谱，针对监测到的害虫进行诱捕杀虫。

在进行害虫识别时，采用现有技术将拍摄得到的昆虫图像和害虫图像进行对比，一般而言，是从昆虫图像上的每个昆虫提取出表示其外形的关键特征，将这些关键特征和从害虫图像中提取的关键特征进行对比，若两个图像中对比的关键特征相符合，则证明拍摄到的昆虫中存在害虫图像中记录的害虫，具体的关键特征可以进行针对性设置，如有无触角、翅膀颜色、翅膀形状等。

方法四：进一步，在步骤二中，害虫图像预先存储在害虫识别系统的存储器中，害虫识别系统中的中央处理器通过对比昆虫图像和害虫图像，当昆虫图像中的单个昆虫与害虫图像及其特征相同时，害虫识别系统确认该昆虫为害虫。

害虫图像为单个害虫的图像，昆虫图像为多个昆虫的图像，通过现有技术能够将昆虫图像中的每个昆虫的图像分离出来与害虫图像进行对比，通过现有的图像对比技术，能够使害虫识别系统识别出昆虫图像中的某个昆虫为害虫，再经统计分析，确定该区域是否有害虫爆发，并且是哪种害虫爆发。

对于一个昆虫图像，采用现有技术，能够将昆虫图像中的所有昆虫一一区分成单独的单个昆虫图像，将单个昆虫图像分别和害虫图像进行对比进行害虫识别，在害虫识别的过程中，根据识别成功次数即可完成害虫数量统计，进而能够在害虫识别完成之后统计出害虫数量和害虫种类，进而能够进行针对性杀虫。

方法五：进一步，在步骤三中，杀虫灯根据杀虫指令改变光谱诱虫。

杀虫灯具有可变光谱。根据害虫识别系统识别出不同的害虫，进而发射出不同的杀虫指令，使杀虫灯可以根据不同的害虫改变成不同的光谱进行诱虫杀虫。

由于不同昆虫有不同的趋光性，以爆发害虫相对应的光谱进行诱捕杀虫，可以大大提高害虫诱杀的效率，同时减少了其它昆虫的诱杀数量。能够在杀掉害虫的同时，增加保护益虫的功能。

本发明的另一目的在于提供一种能够选择性地开启爆发害虫趋光性强的诱虫光谱，有针对性地杀除爆发害虫的杀虫系统。

为达到以上目的，提供如下方案：

方案一：一种智能杀虫系统，包括虫情自动监测预警设备以及分别与虫情自动监测预警设备信号连接的多个杀虫灯；

所述虫情自动监测预警设备包括服务器以及分别与服务器相连接的拍摄系统、害虫识别系统、虫害爆发预警系统以及杀虫指令传输系统；

所述拍摄系统，用来拍摄杀虫灯所在区域内的昆虫形成昆虫图像，拍摄系统将昆虫图像发送给害虫识别系统；

所述害虫识别系统，用来通过昆虫图像识别害虫；

所述虫害爆发预警系统，用来对害虫数量进行统计，并在害虫数量达到预先设置的预警数量后向杀虫指令传输系统发送杀虫指令；

所述杀虫指令传输系统，接收杀虫指令控制杀虫灯杀虫。

本方案的原理及效果在于：

本方案通过虫情自动监测预警设备监测到害虫爆发后，才启动杀虫灯开始杀虫工作，不仅节约了电能，还增加了保护杀虫灯，提高杀虫灯使用寿命的作用。本方案的智能杀虫系统中的杀虫灯，平时没有打开，不会吸引害虫集聚而使杀虫灯附近的害虫增多，除了杀虫以外，本方案增加了保护杀虫灯附近区域的农作物的作用。

通过拍摄系统，能够拍摄到每个杀虫灯所在区域中出现昆虫的昆虫图像，通过害虫识别系统能够对昆虫中的害虫进行识别，而只有当识别害虫爆发后，杀虫指令传输系统才会启动对应的杀虫灯开始杀虫工作。本方案增加了对害虫进行识别的技术手段，增加了针对特定害虫的诱杀技术，在杀灭害虫的基础上尽可能多地保护了益虫，更加有利于农作物生长。

方案二：进一步，所述拍摄系统，包括用来拍摄每个杀虫灯所在区域害虫的高清摄像头或自动扫描装置。

通过在虫情自动监测预警设备上设置的高清摄像头或自动扫描装置，能够将该杀虫灯区域内出现的昆虫拍摄下来形成昆虫图像，以便害虫识别系统进行识别。

方案三：进一步，所述杀虫灯为光谱可变的杀虫灯。

杀虫灯具有光谱可变的诱虫部，通过可变的光谱来引诱吸引不同的害虫，能够针对性杀虫。

由于不同昆虫有不同的趋光性，以当时爆发害虫特定光谱诱虫，不仅提高了害虫诱杀的效率，同时减少了其它昆虫的诱杀数量，尽可能避免对益虫的杀害，在消灭害虫的同时增加了保护益虫的效果。

方案四：进一步，所述害虫识别系统，包括预先存储有害虫图像及其特征的存储器以及用来对比昆虫图像和害虫图像并进行害虫识别的中央处理器。

通过预先在存储器中存储害虫图像，使中央处理器能够通过对比昆虫图像和害虫图像以及两者的特征来判断当前的昆虫图像有没有害虫，进行害虫识别。

方案五：进一步，所述杀虫指令传输系统包括设置在虫情自动监测预警设备上的第一通信模块以及分别设置在每个杀虫灯上的第二通信模块；第一通信模块和第二通信模块均采用GPRS、3G、4G或WIFI传输数据。

通过第一通信模块和第二通信模块，使虫情自动监测预警设备能够和各个杀虫灯进行数据传输，而其数据传输的方式可以采用GPRS、3G、4G或WIFI中任意一种形式，能够根据实际情况，使虫情自动监测预警设备与各个杀虫灯保持良好的通信连接。

附图说明

图1为本发明实施例智能杀虫系统的逻辑框图。

图2为本发明实施例智能杀虫方法的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：虫情自动监测预警设备1、拍摄系统2、害虫识别系统3、杀虫指令传输系统4、杀虫灯5。

实施例

实施例基本如附图1所示：智能杀虫系统，包括虫情自动监测预警设备1以及分别与虫情自动监测预警设备1通信连接的多个杀虫灯5。

虫情自动监测预警设备1包括彼此连接的拍摄系统2、害虫识别系统3、虫害爆发预警系统和杀虫指令传输系统4。

拍摄系统2，用来在杀虫灯5所覆盖区域拍摄昆虫图像，拍摄系统将昆虫图像发送给害虫识别系统；包括：拍摄昆虫图像的高清摄像头或昆虫影像自动扫描装置。

具体地，拍摄系统2采用昆虫影像采集装置。昆虫影像采集装置，包括洒虫管、匀虫装置、高清摄像头或扫描装置、清虫装置和控制器。控制器分别连接洒虫管、匀虫装置、扫描装置与清虫装置，洒虫管设置于匀虫装置上方，匀虫装置底部开设有若干筛孔，扫描装置安装在匀虫装置下方，清虫装置安装在扫描装置的上表面。

洒虫管底部的洒虫口上安装有由控制器控制的开合装置，以确保根据图像采集进度分时段开合，避免昆虫覆盖重叠，以提升图像质量，提高数据精准度。若干筛孔为均匀分布的等孔径筛孔，或大小不等孔径筛孔交替分布，通过匀虫装置抖动或者旋转，将昆虫透过不同规格的筛孔均匀地抛洒在拍照板或扫描面板上。

清虫装置由清虫刷与电动机组成，清虫刷为可移动装置，清虫刷通过皮带与电动机连接，电动机由控制器控制，电动机通过皮带带动清虫刷工作，清虫刷在电动机驱动下清扫拍照板或扫描面板上的昆虫。

害虫识别系统3，用来通过昆虫图像识别害虫；包括预先存储有害虫图像的存储器以及用来对比昆虫图像和害虫图像并进行害虫识别的中央处理器。存储器和中央处理器采用现有的电子元器件即可。通过预先在存储器中存储害虫图像及其特征，使中央处理器能够通过对比昆虫图像和害虫图像来判断当前的昆虫图像有没有害虫，进行害虫识别。其中，图像对比技术可以采用OCR技术，神经网络的图像识别技术或者非线性降维的图像识别技术。其中，害虫图像为单一害虫的图像。

虫害爆发预警系统，用来对害虫数量进行统计，并在害虫数量达到预先设置的预警数量后向杀虫指令传输系统发送杀虫指令；

杀虫指令传输系统4，用来在识别害虫后启动杀虫灯5杀虫，系统包括设置在虫情自动监测预警设备1上的第一通信模块以及分别设置在每个杀虫灯5上的第二通信模块；第一通信模块和第二通信模块均采用GPRS、3G、4G或WIFI传输数据。通过第一通信模块和第二通信模块，使虫情自动监测预警设备1能够和各个杀虫进行数据传输，而其数据传输的方式可以采用GPRS、3G、4G或WIFI中任意一种形式，能够根据实际情况，使虫情自动监测预警设备1与各个杀虫灯5保持良好的通信连接。

其中，杀虫灯5包括诱虫部和杀虫部，所述诱虫部为可变光谱，以当时爆发害虫特定光谱诱虫，不仅提高了害虫诱杀的效率，同时减少了其它昆虫的诱杀数量，尽可能避免对益虫的杀害，在消灭害虫的同时增加了保护益虫的效果。

具体在安装智能杀虫系统的时候，在一台虫情自动监测预警设备的周围，即有效监测范围内，安装若干台智能杀虫灯5。虫情自动监测预警设备及智能杀虫灯的铺设范围如下表所示：

上表中的铺设台数，依据多位学者研究成果认定标准，诱虫灯有效半径60米，大约覆盖17亩水稻面积，计算所得；国家标准抽样铺设台数，依据《“计数抽样检验程序”国家标准》(GB/T 2828.1-2012/ISO 2859-1:1999)制定。

所有智能杀虫灯5均在虫情自动监测预警设备的指挥下，不定时自动开启杀虫。即，当虫情自动监测系统发现有虫害爆发迹象时，发出指令，遥控开启杀虫灯5杀虫。

在田间设置农作物虫情自动监测预警设备取像识别，实时识别计算该区域农作物的害虫数量，利用虫情监测预警系统中预先存储的预警算法对害虫数量的变化趋势进行预测，当害虫数量呈上升趋势并带有爆发迹象时，向周围的遥控智能杀虫灯5发出开机指令，遥控智能杀虫灯5在接受到杀虫指令后，开灯杀虫。使杀虫灯5在监控环境下，实现只在害虫爆发时开灯杀虫。

如图2所示，利用以上系统，进行智能杀虫的方法，具体包括以下步骤：

步骤一，虫情自动监测预警设备1中的拍摄系统2拍摄监测范围内的昆虫图像并实时传递给害虫识别系统3。

在步骤一中，通过设置在虫情自动监测预警设备上的高清摄像头或图像扫描设备拍摄该区域内的昆虫形成昆虫图像。

高清摄像头，指HD 1080P或HD 960P或HD 720P的摄像头。HD 1080P为全高清，高清在数字电视里有明确的规定，在摄像头里没有明确规定，但已经形成了默认的行规。

害虫识别系统3在识别昆虫图像中的害虫后，经统计分析发出某种害虫爆发预警时，能够通过杀虫指令传输系统4及时启动对应的杀虫灯5开始杀虫，使被检测到的害虫能够及时被消灭。

步骤二，害虫识别系统3通过对比昆虫图像和预先存储的害虫图像进行害虫识别。

在步骤二中，害虫图像预先存储在害虫识别系统3的存储器中，害虫识别系统3中的中央处理器通过对比昆虫图像和害虫图像，当昆虫图像中的单个昆虫与害虫图像及其特征相同时，害虫识别系统3确认该昆虫为害虫。

害虫图像为单个害虫的图像，昆虫图像为多个昆虫的图像，通过现有技术能够将昆虫图像中的每个昆虫的图像分离出来与害虫图像进行对比，通过现有的图像对比技术，能够使害虫识别系统3识别出昆虫图像中的某个昆虫为害虫。

步骤三，害虫爆发预警系统将害虫识别系统识别出的害虫进行统计，当某种害虫数量达到预先设允置的预警数量后，害虫爆发预警系统向杀虫指令传输系统发送杀虫指令。

步骤四，杀虫指令传输系统接收杀虫指令，杀虫指令传输系统4控制该昆虫图像对应的杀虫灯5开启。

在步骤四中，杀虫灯5在开启时依据爆发害虫的不同，开启相应的光谱诱捕杀虫。

杀虫灯5仅采用爆发害虫特定光谱诱虫，不仅提高了害虫诱杀的效率，同时减少了其它昆虫的诱杀数量，尽可能避免了对益虫的杀害，增加了保护益虫的效果。

本方法中杀虫灯5不是一直处于开启状态，只有当害虫识别系统3在识别出杀虫灯5所在区域有害虫爆发时，杀虫指令传输系统4才会控制杀虫灯5开启，这样既节约了用电，又增加了保护杀虫灯5、延长杀虫灯5使用寿命的效果。同时，因为杀虫灯5不是始终都开着，也避免了昆虫集聚到杀虫灯5周围，对杀虫灯5附近的农作物造成不良影响。

本方法通过害虫识别系统3，在杀虫前就对害虫进行识别，并适时采用与爆发害虫对应的光谱诱捕杀虫，有效减少了对益虫的杀害，增加了保护益虫的效果，将更利于农作物的生长。

此外，现有的杀虫灯5大多独立工作，在使用和维护的时候，无法统一操作，给大片农田的管理的造成不便。而本方法通过虫情监测预警系统，能够同时控制多个杀虫灯5，使在大片农田中的杀虫灯5能够实现统一操作。极大节约了单独操作的时间。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种智能杀虫方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，虫情自动监测预警设备中的拍摄系统拍摄杀虫灯所在区域昆虫形成昆虫图像，拍摄系统将昆虫图像发送给害虫识别系统；

步骤二，害虫识别系统通过对比昆虫图像和预先存储的害虫图像进行害虫识别；

步骤三，害虫爆发预警系统将害虫识别系统识别出的害虫进行统计，当杀虫灯所在区域内的害虫数量达到预先设置的预警数量后，害虫爆发预警系统通过杀虫指令传输系统向杀虫灯发送杀虫指令；

步骤四，杀虫灯接收到杀虫指令后，依据检测出的爆发害虫种类，开启杀虫灯上诱虫灯的相应光谱，针对爆发害虫进行诱捕杀虫。

2.根据权利要求1所述的智能杀虫方法，其特征在于：在步骤一中，通过虫情自动监测预警设备上的高清摄像头或自动扫描装置拍摄杀虫灯附近的所有昆虫形成昆虫图像。

3.根据权利要求1所述的智能杀虫方法，其特征在于：在步骤二中，害虫图像包括多种表示不同害虫的害虫图像，害虫识别系统根据不同的害虫图像及其特征识别害虫种类；杀虫指令传输系统根据害虫种类发送杀虫指令。

4.根据权利要求1所述的智能杀虫方法，其特征在于：在步骤二中，害虫图像预先存储在害虫识别系统的存储器中，害虫识别系统中的中央处理器通过对比昆虫图像和害虫图像，当昆虫图像中的单个昆虫与害虫图像及其特征相同时，害虫识别系统确认该昆虫为害虫。

5.根据权利要求3所述的智能杀虫方法，其特征在于：在步骤三中，杀虫灯根据杀虫指令改变光谱诱虫。

6.一种智能杀虫系统，其特征在于：包括虫情自动监测预警设备以及分别与虫情自动监测预警设备信号连接的多个杀虫灯；

所述虫情自动监测预警设备包括服务器以及分别与服务器相连接的拍摄系统、害虫识别系统、虫害爆发预警系统以及杀虫指令传输系统；

所述拍摄系统，用来拍摄杀虫灯所在区域内的昆虫形成昆虫图像，拍摄系统将昆虫图像发送给害虫识别系统；

所述害虫识别系统，用来通过昆虫图像识别害虫；

所述虫害爆发预警系统，用来对害虫数量进行统计，并在害虫数量达到预先设置的预警数量后向杀虫指令传输系统发送杀虫指令；

所述杀虫指令传输系统，接收杀虫指令控制杀虫灯杀虫。

7.根据权利要求6所述的智能杀虫系统，其特征在于：所述拍摄系统，包括用来拍摄杀虫灯所在区域害虫的高清摄像头或自动扫描装置。

8.根据权利要求6所述的智能杀虫系统，其特征在于：所述杀虫灯为光谱可变的杀虫灯。

9.根据权利要求6所述的智能杀虫系统，其特征在于：所述害虫识别系统，包括预先存储有害虫图像及其特征的存储器以及用来对比昆虫图像和害虫图像并进行害虫识别的中央处理器。

10.根据权利要求6所述的智能杀虫系统，其特征在于：所述杀虫指令传输系统包括设置在虫情自动监测预警设备上的第一通信模块以及分别设置在每个杀虫灯上的第二通信模块；第一通信模块和第二通信模块均采用GPRS、3G、4G或WIFI传输数据。