CN109287589A - 一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及灯具技术领域，尤其是一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯，包括顶盖、引诱室和储蚊室，顶盖的底部设有连接凸台，连接凸台上设有排气孔，顶盖内固定设有微型处理器以及与微型处理器电性相连的电池组，顶盖的底部可拆卸连接有诱蚊灯，连接凸台的底部螺纹连接透明结构的引诱室，引诱室内设有吸气装置，引诱室的底部螺纹连接有储蚊室，储蚊室内设有信息采集装置，引诱室的底部一侧固定设有伺服电机，伺服电机的输出端固定设有底座。本发明采用图像识别的方式完成蚊子的自动捕捉、统计，并自动上传统计数据，大大减少了基层工作人员的工作量和蚊媒监测工作对基层工作人员的依赖性。

Description

一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯

技术领域

本发明涉及灯具技术领域，尤其涉及一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯。

背景技术

以登革热为代表的蚊媒传染病对人类的影响越来越大，这类传染病在我国每年传染病总发病病例中约占5%～10%。蚊子的数量对发病情况有直接的影响，所以针对蚊虫的监测是很有必要的。

目前市场的诱蚊灯虽然有多种样式，但是主要目的都是以捕蚊灭蚊为主。大部分的诱蚊灯都是通过灯光的方式来吸引蚊子进入诱蚊灯，然后使用风扇等各种技术使蚊子不能离开诱蚊灯，或者直接通过降温、缺氧等方法来灭蚊。

传统的蚊子数量监测的方法是通过各种手段来吸引蚊子，然后通过人工方法来数蚊子数量，或者使用捕蚊器来进行捕获，再人工确认蚊子数量正确性，客观反映蚊虫情况。

目前现有的各种方法只是诱蚊方式不同，但是计算的方法都是人工计算。而采用人工计数的方式来计算蚊子数量受人的影响非常大，不同的人，不同的时间可能都会得出不同的数值会导致数据波动变化大。此外这些方法所获取的成蚊和幼蚊的数量不一致，大部分方法对幼蚊的计算都不准确。这种结果无法真实反应出实际的蚊媒情况，这对蚊媒传染病疫情防治会有较大的影响。而且这种方法计算速度过慢，无法获取实时数据，也会花费大量的人力成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在成本花费大、效果差、时间长的缺点，而提出的一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯，包括顶盖、引诱室和储蚊室，顶盖上固定设有吊耳，所述顶盖的底部设有环形结构的连接凸台，连接凸台上沿其周向均匀开设有长腰结构的排气孔，所述顶盖内固定设有微型处理器以及与所述微型处理器电性相连的电池组，顶盖的底部可拆卸连接有诱蚊灯，诱蚊灯通过导线与电池组电性连接，所述连接凸台的底部螺纹连接透明结构的引诱室，透明结构的引诱室可将诱蚊灯的光线发射出去，并吸引蚊子靠近引诱室，所述引诱室内设有吸气装置，当蚊子靠近引诱室时，蚊子便会被吸气装置吸入，所述引诱室的底部螺纹连接有储蚊室，被吸入的蚊子进入储蚊室内，所述储蚊室内设有信息采集装置，信息采集装置用于储蚊室内死亡的蚊子定时拍摄一次照片，所述引诱室的底部一侧固定设有伺服电机，所述伺服电机由电池组供电，且伺服电机的控制输入端与微型处理器的控制输出端电性相连，伺服电机的输出端固定设有圆盘结构的底座，底座在伺服电机的驱动下，在每完成一次拍照后便会打开，将底座上死亡的蚊子排出，防止死蚊尸体的堆积，影响下一次拍摄的效果，所述储蚊室的底部沿其周向固定设有磁环，所述磁环与底座相互吸合，磁环可使底座紧密贴合在储蚊室的底部。

优选的，所述吸气装置包括轴流风机和多个进气通道，多个所述进气通道沿所述引诱室的内壁周向均匀分布，进气通道位于引诱室内壁的一端均开设有长腰结构的吸入口，进气通道远离吸入口的一端与所述储蚊室相连通，所述轴流风机固定在引诱室的底部中心位置，轴流风机由电池组供电，且轴流风机的控制输入端与微型处理器的控制输出端电性相连，所述轴流风机的进气口与所述储蚊室相连通，且轴流风机的进气口上固定设有滤网，轴流风机可使储蚊室内形成一个负压，在蚊子靠近引诱室上的吸入口时被进入到储蚊室，吸入的气流从所述排气孔排出。

优选的，所述信息采集装置包括两个摄像头，两个摄像头对称固定在储蚊室顶部两侧，每个所述摄像头的侧部均固定设有亮度探测器和小型微光灯，所述摄像头、亮度探测器和小型微光灯均由所述电池组供电，且摄像头和亮度探测器的数据输出端与所述微型处理器的数据输入端电性连接，小型微光灯与微型处理器的控制输出端连接，每个摄像头均可以拍摄完整底座的图片，以防止某一个摄像头损坏或者图像拍摄不清的问题，摄像头通过微型处理器操控，每隔固定时间拍摄一次图片；当在夜晚时，亮度探测器监测到光线不足，摄像头就会自动开启小型微光灯，以提高拍摄图像的清晰度，拍摄后再自动关闭小型微光灯。

优选的，所述储蚊室底部与底座之间设有密封圈，所述密封圈胶接在储蚊室底部周向上，且密封圈为空心结构的D型橡胶圈，密封圈可确保储蚊室底部的密封性。

优选的，所述储蚊室的内壁上沿其周向固定设有电网，所述电网通过变压器与所述电池组电性连接，电网可将进入到储蚊室的蚊子电击死亡，并落入到储蚊室下部的底座上。

优选的，所述底座的直径大于所述储蚊室的筒体外径，且底座为铁、镍、钴中的一种或多种合金制成的圆板。

优选的，所述微型处理器电性连接有时钟器、图像处理模块、无线网络发送模块和存储模块，时钟器用来检查是否到拍摄时间，图像处理模块对照片进行预处理，首先将图像切割成正方形，去掉外面的区域，接着将图像进行灰度化和降噪处理,这样可以使图像更加清晰，并去掉一些没有用的图像信息，然后进行二值化处理，将图像变为黑白图,这种处理方便中央服务器的识别，减小图片的存储空间，最后给图像创建文件名，像的文件名包含诱蚊灯信息和时间信息，中央服务器在接收到图像时会分析图像的文件名，获取到时间信息，所以即使多次拍摄的图像同一次传输也不会混淆；无线网络发送模块用于检查网络是否正常连接，网络通畅则进行传输；否则将图像暂存在存储模块内，当网络通畅时，再进行传输；存储模块用于临时存储图片；切割的图片传输到中央服务器后，中央服务器将切割好的图像进行识别，判断出蚊子的位置，剔除掉苍蝇、蚂蚁等昆虫的干扰，提高准确度，然后自动统计蚊子的个数，在无法识别出图像的蚊子个数，将数值设为0，在两个摄像头有一个识别数量为0，服务器将认为这个图片没有被识别，直接使用另一个摄像头的结果作为最终值，在两个摄像头识别数量均为0，中央服务器会将零作为最终值，在两个摄像头均识别出结果，中央服务器取其平均值作为最终结果。

优选的，所述二值化采用OSTU算法，自适应的找出二值化的阈值，接下来开始进行切边，即去掉图像周围没有蚊子的区域，将剩下的部分进行最后的切割，切割的目的是将图像切割成固定的大小50像素，提高识别准确率，在出现图像切割到边缘位置，剩余部分不足50像素，可以利用底色进行填充，保证每个小图片都是固定的大小。

本发明提出的一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯，有益效果在于：本发明提出以诱蚊灯为依托，利用图像识别的方式进行蚊子数量快速检测，完成蚊子的自动捕捉、统计，并自动上传统计数据，同时大大减少了基层工作人员的工作量和蚊媒监测工作对基层工作人员的依赖性。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯的立体结构示意图；

图2为本发明提出的一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯的立体分解结构示意图；

图3为本发明提出的一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯的剖视结构示意图；

图4为图3的A处放大结构示意图；

图5为本发明提出的一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯的系统框图；

图6为本发明提出的一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯的工作流程图。

图中：顶盖1、吊耳11、连接凸台12、诱蚊灯13、微型处理器14、电池组15、排气孔16、引诱室2、进气通道21、吸入口22、轴流风机23、滤网24、储蚊室3、摄像头31、亮度探测器32、小型微光灯33、电网34、伺服电机35、底座36、磁环37、密封圈38。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-5，一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯，包括顶盖1、引诱室2和储蚊室3，顶盖1上固定设有吊耳11，吊耳11可将诱蚊灯挂设在物体上，顶盖1的底部设有环形结构的连接凸台12，连接凸台12上沿其周向均匀开设有长腰结构的排气孔16，顶盖1内固定设有微型处理器14以及与微型处理器14电性相连的电池组15，顶盖1的底部可拆卸连接有诱蚊灯13，诱蚊灯13通过导线与电池组15电性连接，连接凸台12的底部螺纹连接透明结构的引诱室2，透明结构的引诱室2可将诱蚊灯13的光线发射出去，并吸引蚊子靠近引诱室2，引诱室2内设有吸气装置，当蚊子靠近引诱室2时，蚊子便会被吸气装置吸入，吸气装置包括轴流风机23和多个进气通道21，多个进气通道21沿引诱室2的内壁周向均匀分布，进气通道21位于引诱室2内壁的一端均开设有长腰结构的吸入口22，进气通道21远离吸入口22的一端与储蚊室3相连通，轴流风机23固定在引诱室2的底部中心位置，轴流风机23由电池组15供电，且轴流风机23的控制输入端与微型处理器14的控制输出端电性相连，轴流风机23的进气口与储蚊室3相连通，且轴流风机23的进气口上固定设有滤网24，轴流风机23可使储蚊室3内形成一个负压，在蚊子靠近引诱室2上的吸入口22时被进入到储蚊室3，吸入的气流从排气孔16排出。

引诱室2的底部螺纹连接有储蚊室3，被吸入的蚊子进入储蚊室3内，储蚊室3内设有信息采集装置，信息采集装置用于储蚊室3内死亡的蚊子定时拍摄一次照片，信息采集装置包括两个摄像头31，两个摄像头31对称固定在储蚊室3顶部两侧，每个摄像头31的侧部均固定设有亮度探测器32和小型微光灯33，摄像头31、亮度探测器32和小型微光灯33均由电池组15供电，且摄像头31和亮度探测器32的数据输出端与微型处理器14的数据输入端电性连接，小型微光灯33与微型处理器14的控制输出端连接，每个摄像头31均可以拍摄完整底座36的图片，以防止某一个摄像头31损坏或者图像拍摄不清的问题，摄像头31通过微型处理器14操控，每隔固定时间拍摄一次图片；当在夜晚时，亮度探测器32监测到光线不足，摄像头31就会自动开启小型微光灯33，以提高拍摄图像的清晰度，拍摄后再自动关闭小型微光灯33。

微型处理器14电性连接有时钟器、图像处理模块、无线网络发送模块和存储模块，时钟器用来检查是否到拍摄时间；图像处理模块对照片进行预处理，首先将图像切割成正方形，去掉外面的区域，接着将图像进行灰度化和降噪处理,这样可以使图像更加清晰，并去掉一些没有用的图像信息，然后进行二值化处理，将图像变为黑白图,这种处理方便中央服务器的识别，减小图片的存储空间，最后给图像创建文件名，像的文件名包含诱蚊灯信息和时间信息，中央服务器在接收到图像时会分析图像的文件名，获取到时间信息，所以即使多次拍摄的图像同一次传输也不会混淆；无线网络发送模块用于检查网络是否正常连接，网络通畅则进行传输；否则将图像暂存在存储模块内，当网络通畅时，再进行传输；存储模块用于临时存储图片；切割的图片传输到中央服务器后，中央服务器将切割好的图像进行识别，判断出蚊子的位置，剔除掉苍蝇、蚂蚁等昆虫的干扰，提高准确度，然后自动统计蚊子的个数，在无法识别出图像的蚊子个数，将数值设为0，在两个摄像头有一个识别数量为0，服务器将认为这个图片没有被识别，直接使用另一个摄像头的结果作为最终值，在两个摄像头识别数量均为0，中央服务器会将0作为最终值，在两个摄像头均识别出结果，中央服务器取其平均值作为最终结果。

二值化采用OSTU算法，自适应的找出二值化的阈值，接下来开始进行切边，即去掉图像周围没有蚊子的区域，将剩下的部分进行最后的切割，切割的目的是将图像切割成固定的大小50像素，提高识别准确率，在出现图像切割到边缘位置，剩余部分不足50像素，可以利用底色进行填充，保证每个小图片都是固定的大小。

引诱室2的底部一侧固定设有伺服电机35，伺服电机35由电池组15供电，且伺服电机35的控制输入端与微型处理器14的控制输出端电性相连，伺服电机35的输出端固定设有圆盘结构的底座36，底座36在伺服电机35的驱动下，在每完成一次拍照后便会打开，将底座36上死亡的蚊子排出，防止死蚊尸体的堆积，影响下一次拍摄的效果，储蚊室3的底部沿其周向固定设有磁环37，磁环37与底座36相互吸合，磁环37可使底座36紧密贴合在储蚊室3的底部，储蚊室3底部与底座36之间设有密封圈38，密封圈38胶接在储蚊室3底部周向上，且密封圈38为空心结构的D型橡胶圈，密封圈38可确保储蚊室3底部的密封性，底座36的直径大于储蚊室3的筒体外径，且底座36为铁、镍、钴中的一种或多种合金制成的圆板。

储蚊室3的内壁上沿其周向固定设有电网34，电网34通过变压器与电池组15电性连接，电网34可将进入到储蚊室3的蚊子电击死亡，并落入到储蚊室3下部的底座36上。

工作流程：S1、通过诱蚊灯来捕获蚊子，并杀死蚊子，将死蚊尸体放置在储蚊室3的底座36上；S2、通过摄像头31来拍摄整个底座36的图片；S3、用微型处理器14上的图像处理模块来对图片进行处理，将图片进行分割，使图片更清晰，更小；S4、将图片传输到后台的中央服务器；S5、中央服务器通过图像识别的方式，识别出每一个子图片中的蚊子个数，并汇总计算出每一个诱蚊灯摄像头31拍摄的蚊子个数；S6、平均两个摄像头31拍摄蚊子的数量，作为最终结果；S7、如果识别成功返回给诱蚊灯，诱蚊灯清理储蚊室3的死蚊尸体，防止堆积对后续识别造成影响。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯，包括顶盖（1）、引诱室（2）和储蚊室（3），顶盖（1）上固定设有吊耳（11），其特征在于，所述顶盖（1）的底部设有环形结构的连接凸台（12），连接凸台（12）上沿其周向均匀开设有长腰结构的排气孔（16），所述顶盖（1）内固定设有微型处理器（14）以及与所述微型处理器（14）电性相连的电池组（15），顶盖（1）的底部可拆卸连接有诱蚊灯（13），诱蚊灯（13）通过导线与电池组（15）电性连接，所述连接凸台（12）的底部螺纹连接透明结构的引诱室（2），透明结构的引诱室（2）可将诱蚊灯（13）的光线发射出去，并吸引蚊子靠近引诱室（2），所述引诱室（2）内设有吸气装置，当蚊子靠近引诱室（2）时，蚊子便会被吸气装置吸入，所述引诱室（2）的底部螺纹连接有储蚊室（3），被吸入的蚊子进入储蚊室（3）内，所述储蚊室（3）内设有信息采集装置，信息采集装置用于储蚊室（3）内死亡的蚊子定时拍摄一次照片，所述引诱室（2）的底部一侧固定设有伺服电机（35），所述伺服电机（35）由电池组（15）供电，且伺服电机（35）的控制输入端与微型处理器（14）的控制输出端电性相连，伺服电机（35）的输出端固定设有圆盘结构的底座（36），底座（36）在伺服电机（35）的驱动下，在每完成一次拍照后便会打开，将底座（36）上死亡的蚊子排出，防止死蚊尸体的堆积，影响下一次拍摄的效果，所述储蚊室（3）的底部沿其周向固定设有磁环（37），所述磁环（37）与底座（36）相互吸合，磁环（37）可使底座（36）紧密贴合在储蚊室（3）的底部。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯，其特征在于，所述吸气装置包括轴流风机（23）和多个进气通道（21），多个所述进气通道（21）沿所述引诱室（2）的内壁周向均匀分布，进气通道（21）位于引诱室（2）内壁的一端均开设有长腰结构的吸入口（22），进气通道（21）远离吸入口（22）的一端与所述储蚊室（3）相连通，所述轴流风机（23）固定在引诱室（2）的底部中心位置，轴流风机（23）由电池组（15）供电，且轴流风机（23）的控制输入端与微型处理器（14）的控制输出端电性相连，所述轴流风机（23）的进气口与所述储蚊室（3）相连通，且轴流风机（23）的进气口上固定设有滤网（24），轴流风机（23）可使储蚊室（3）内形成一个负压，在蚊子靠近引诱室（2）上的吸入口（22）时被进入到储蚊室（3），吸入的气流从所述排气孔（16）排出。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯，其特征在于，所述信息采集装置包括两个摄像头（31），两个摄像头（31）对称固定在储蚊室（3）顶部两侧，每个所述摄像头（31）的侧部均固定设有亮度探测器（32）和小型微光灯（33），所述摄像头（31）、亮度探测器（32）和小型微光灯（33）均由所述电池组（15）供电，且摄像头（31）和亮度探测器（32）的数据输出端与所述微型处理器（14）的数据输入端电性连接，小型微光灯（33）与微型处理器（14）的控制输出端连接，每个摄像头（31）均可以拍摄完整底座（36）的图片，以防止某一个摄像头（31）损坏或者图像拍摄不清的问题，摄像头（31）通过微型处理器（14）操控，每隔固定时间拍摄一次图片；当在夜晚时，亮度探测器（32）监测到光线不足，摄像头（31）就会自动开启小型微光灯（33），以提高拍摄图像的清晰度，拍摄后再自动关闭小型微光灯（33）。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯，其特征在于，所述储蚊室（3）底部与底座（36）之间设有密封圈（38），所述密封圈（38）胶接在储蚊室（3）底部周向上，且密封圈（38）为空心结构的D型橡胶圈，密封圈（38）可确保储蚊室（3）底部的密封性。

5.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯，其特征在于，所述储蚊室（3）的内壁上沿其周向固定设有电网（34），所述电网（34）通过变压器与所述电池组（15）电性连接，电网（34）可将进入到储蚊室（3）的蚊子电击死亡，并落入到储蚊室（3）下部的底座（36）上。

6.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯，其特征在于，所述底座（36）的直径大于所述储蚊室（3）的筒体外径，且底座（36）为铁、镍、钴中的一种或多种合金制成的圆板。

7.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯，其特征在于，所述微型处理器（14）电性连接有时钟器、图像处理模块、无线网络发送模块和存储模块，时钟器用来检查是否到拍摄时间；图像处理模块对照片进行预处理，首先将图像切割成正方形，去掉外面的区域，接着将图像进行灰度化和降噪处理,这样可以使图像更加清晰，并去掉一些没有用的图像信息，然后进行二值化处理，将图像变为黑白图,这种处理方便中央服务器的识别，减小图片的存储空间，最后给图像创建文件名，像的文件名包含诱蚊灯信息和时间信息，中央服务器在接收到图像时会分析图像的文件名，获取到时间信息，所以即使多次拍摄的图像同一次传输也不会混淆；无线网络发送模块用于检查网络是否正常连接，网络通畅则进行传输；否则将图像暂存在存储模块内，当网络通畅时，再进行传输；存储模块用于临时存储图片；切割的图片传输到中央服务器后，中央服务器将切割好的图像进行识别，判断出蚊子的位置，剔除掉苍蝇、蚂蚁等昆虫的干扰，提高准确度，然后自动统计蚊子的个数，在无法识别出图像的蚊子个数，将数值设为0，在两个摄像头有一个识别数量为0，服务器将认为这个图片没有被识别，直接使用另一个摄像头的结果作为最终值，在两个摄像头识别数量均为0，中央服务器会将0作为最终值，在两个摄像头均识别出结果，中央服务器取其平均值作为最终结果。

8.根据权利要求7所述的一种基于图像识别的蚊虫数量快速监测诱蚊灯，其特征在于，所述二值化采用OSTU算法，自适应的找出二值化的阈值，接下来开始进行切边，即去掉图像周围没有蚊子的区域，将剩下的部分进行最后的切割，切割的目的是将图像切割成固定的大小50像素，提高识别准确率，在出现图像切割到边缘位置，剩余部分不足50像素，可以利用底色进行填充，保证每个小图片都是固定的大小。