CN112674057A - 一种智能蚊虫消灭设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能蚊虫消灭设备及方法，设备包括：双目图像采集模块，用于扫描被监控区域，并将图像信息发送至中央处理模块；激光发射模块，用于根据指令发射消灭蚊虫的激光；云台模块，用于根据控制指令调整蚊虫消灭设备，以实现对蚊虫的硬跟踪；中央处理模块，用于对蚊虫进行识别检测、软跟踪以及计算蚊虫距离，并对蚊虫进行硬跟踪，控制激光发射模块发射激光；方法包括获取蚊虫监控区域的实时图像信息；检测实时图像信息中是否存在蚊虫目标信息；若存在蚊虫目标信息，对蚊虫目标信息进行双跟踪并计算距离信息；控制激光发射模块发射激光。实施本发明，解决了蚊虫消灭器存在触电危险及工作效率不高的问题。

Description

一种智能蚊虫消灭设备及方法

技术领域

本发明涉及蚊虫灭杀技术领域，特别涉及一种能够对蚊虫进行自动检测、跟踪及灭杀的智能蚊虫消灭设备及方法。

背景技术

蚊、蝇、蛾、蚂蚁、蟑螂等飞行类或者爬行类蚊虫对人们的日常生活造成很多麻烦，蟑螂对食物的污染、蚂蚁对建筑的破坏、蚊虫对人体的叮咬，以及由此引发的细菌、病毒传播，严重危害生活安全。

蚊虫可传播的疾病达80多种，其中最致命的是疟疾、登革热、黄热病、流行性乙型脑炎等。蚊虫在全球范围内传播疟疾，尤其是对发展中国家影响巨大。通过蚊虫传播的登革热是东南亚地区儿童死亡的主要原因之一，且在我国南方地区夏季普遍爆发。这些蚊虫传播的疾病爆发性强，且目前没有疫苗可以预防。

日常生活中，药物是杀灭蚊虫的有效方法，但是会对生活环境以及人体健康带来危害，并且不同的蚊虫要使用不同的药物，杀灭成本高，且不能一劳永逸。

市场上生产和销售着各种各样的蚊虫诱捕器，一般分为电击型灭虫灯和光诱捕虫灯这两种，电击型灭虫灯是将飞虫引来，当飞虫靠近灯光时，碰到安装在光源外围附近的电网所产生的高压电流电死，在飞虫靠近电网时会产生触电火花、高压电感磁场及虫体烧焦的臭味及气体，此方法既不够卫生又容易产生触电的危险；另一种是光诱捕虫灯，其利用蚊子的趋光性及对特殊波长的敏感性，紫外光对蚊子有吸引力，以灯管诱捕蚊子接触网面，并用高压电击网丝，瞬间使蚊子烧焦，选择光度8瓦以上或双灯管的捕蚊灯，使用捕蚊灯时，其他室内光源要统统关掉，因为蚊子被干扰，就无法感受捕蚊灯的光源，捕蚊效果也将大减，因此工作效率不高。

发明内容

现有技术中，药物消灭对生活环境及人体健康带来危害，而蚊虫消灭器存在触电危险及工作效率不高的问题，为了解决上述问题，本发明提出一种智能蚊虫消灭设备及方法。

一种智能蚊虫消灭设备及方法，通过实时跟踪蚊虫并及时发射轻量化激光，能够有效杀灭蚊、蝇、蛾、蚂蚁、蟑螂等各种有害蚊虫，且杀灭方式绿色环保，无附加危害，可全昼夜工作。安装在户外时，可配置太阳能板，自主供电，独立工作。解决了现有技术中的药物消灭对生活环境及人体健康带来危害，而蚊虫消灭器存在触电危险及工作效率不高的问题。

一种智能蚊虫消灭设备，包括：

双目图像采集模块，用于扫描被监控区域，并将图像信息发送至中央处理模块；

激光发射模块，用于根据指令发射消灭蚊虫的激光；

云台模块，用于根据控制指令调整所述蚊虫消灭设备，以实现对蚊虫的硬跟踪；

中央处理模块，用于调用第一算法对所述图像信息中的蚊虫进行识别检测，调用第二算法，在双目图像采集模块视野范围内对蚊虫进行软跟踪，调用第三算法，计算蚊虫距离设备信息，若蚊虫达到激光毁伤距离范围，控制云台模块中的云台机构调整姿态对检测到的蚊虫进行硬跟踪并及时向所述激光发射模块发送发射激光指令；

其中，所述第一算法为蚊虫自动识别算法，第二算法为目标跟踪算法，第三算法为双目测距算法。

结合本发明所述的智能蚊虫消灭设备，第一种可能的实施方式中，所述智能蚊虫消灭设备还包括评估模块及自检模块；

评估模块，用于对设备工作空间进行扫描，评估蚊虫杀伤范围内是否存在其他物品；

自检模块，用于判断所述双目图像采集模块采集的视频信息中图像背景是否出现变化，如果图像背景发生变化，则判定设备被挪动，启动所述评估模块进行环境评估。

结合本发明所述的第一种可能的实施方式，第二种可能的实施方式中，所述智能蚊虫消灭设备还包括显示模块及语音播报模块；

显示模块，用于显示电源及报警信息；

语音播报模块，用于进行语音提示。

结合本发明所述的第二种可能的实施方式，第三种可能的实施方式中，所述智能蚊虫消灭设备还包括电源模块及太阳能模块，所述太阳能模块用于进行电能转换，并将转换后的电能供给设备。

结合本发明所述的智能蚊虫消灭设备，第四种可能的实施方式中，所述云台模块采用为二自由度云台，所述激光发射模块采用轻量化激光。

一种智能蚊虫消灭方法，包括步骤：

获取蚊虫监控区域的实时图像信息；

调用第一算法，检测所述实时图像信息中是否存在蚊虫目标信息；

若存在蚊虫目标信息，对所述蚊虫目标信息进行双跟踪并计算距离信息；

根据所述距离信息控制激光发射模块；

其中，所述第一算法为蚊虫自动识别算法。

结合本发明所述的智能蚊虫消灭方法，第一种可能的实施方式中，所述步骤：获取蚊虫监控区域的实时图像信息，之前包括对背景环境进行评估的步骤：

扫描整个待监控区域，获取待监控区域的背景图像信息；

计算视域内整个空间到所述双目图像采集模块的距离；

判断周围其他物体是否处于激光发射模块有效毁伤距离范围内，如果存在，则发出提示语音。

结合本发明所述的智能蚊虫消灭方法，第二种可能的实施方式中，所述步骤：若存在蚊虫目标信息，对所述蚊虫目标信息进行双跟踪并计算距离信息，包括步骤：

调用第二算法，在双目图像采集模块视野范围内对蚊虫进行软跟踪；

调用第三算法，计算蚊虫距离设备信息；

若蚊虫达到激光毁伤距离范围，控制云台模块中的云台机构调整姿态对检测到的蚊虫进行硬跟踪；

其中，所述第二算法、第三算法分别为目标跟踪算法、双目测距算法。

结合本发明所述的智能蚊虫消灭方法，第二种可能的实施方式中，还包括人体检测的步骤：

调用第四算法，检测激光毁伤范围内是否存在人体信号；

若存在，则设备系统强制停止启动激光设备；

其中，所述第四算法为人体检测算法。

结合本发明所述的智能蚊虫消灭方法，第三种可能的实施方式中，所述步骤还包括恢复初始状态的步骤：

关闭所述激光发射模块，设备系统释放目标检测算法、目标跟踪算法、双目测距算法；

云台模块恢复初始状态，设备系统进入低电监控状态。

结合本发明所述的智能蚊虫消灭方法，第四种可能的实施方式中，所述步骤还包括检测背景图像是否变换的步骤：

采用图像处理算法，判断获取的视频信息中的背景图像是否出现变化；

若背景图像信息发生变化，则判定设备系统被移动过，则进入背景环境评估流程。

实施本发明所述的一种智能蚊虫消灭设备及方法，通过实时跟踪蚊虫并及时发射轻量化激光，能够有效杀灭蚊、蝇、蛾、蚂蚁、蟑螂等各种有害蚊虫，且杀灭方式绿色环保，无附加危害，可全昼夜工作。安装在户外时，可配置太阳能板，自主供电，独立工作。解决了现有技术中的药物消灭对生活环境及人体健康带来危害，而蚊虫消灭器存在触电危险及工作效率不高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中的一种智能蚊虫消灭设备模块组成逻辑连接示意图；

图2是本发明中的一种智能蚊虫消灭设备中云台模块工作示意图；

图3是本发明中的一种智能蚊虫消灭设备模块的管脚连接示意图；

图4是本发明中的一种智能蚊虫消灭方法的第一实施例流程示意图；

图5是本发明中的一种智能蚊虫消灭方法的第二实施例流程示意图；

图6是本发明中的一种智能蚊虫消灭方法的第三实施例流程示意图；

图7是本发明中的一种智能蚊虫消灭方法的第四实施例流程示意图；

图8是本发明中的一种智能蚊虫消灭方法的第五实施例流程示意图；

图9是本发明中的一种智能蚊虫消灭方法的第六实施例流程示意图；

附图中各数字所指代的部位名称为：100——设备系统、110——中央处理模块、120——双目图像采集模块、130——云台模块、140——激光发射模块、150——语音播报模块、160——显示模块、170——太阳能模块、180——电源模块。

具体实施方式

下面将结合发明中的附图，对本发明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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有技术中，药物消灭对生活环境及人体健康带来危害，而蚊虫消灭器存在触电危险及工作效率不高的问题，为了解决上述问题，本发明提出一种智能蚊虫消灭设备及方法。

一种智能蚊虫消灭设备，如图1，图1是本发明中的一种智能蚊虫消灭设备模块组成逻辑连接示意图，包括：

双目图像采集模块120，用于扫描被监控区域，并将图像信息发送至中央处理模块110；激光发射模块140，用于根据指令发射消灭蚊虫的激光；云台模块130，用于根据控制指令调整蚊虫消灭设备，以实现对蚊虫的硬跟踪；中央处理模块，用于调用第一算法对所述图像信息中的蚊虫进行识别检测，调用第二算法，在双目图像采集模块120视野范围内对蚊虫进行软跟踪，调用第三算法，计算蚊虫距离设备信息，若蚊虫达到激光毁伤距离范围，控制云台模块130中的云台机构调整姿态对检测到的蚊虫进行硬跟踪并及时向所述激光发射模块140发送发射激光指令；其中，第一算法为蚊虫自动识别算法，第二算法为目标跟踪算法，第三算法为双目测距算法。

中央处理模块110可选用高性能嵌入式微处理器，完成对各类信息的综合处理以及对其他模块的控制；云台模块130需选取灵敏度较高，转动速度较快的二自由度云台，确保能够完成对蚊虫的稳定跟踪；双目图像采集模块选取分辨率较高的双目摄像头，要求能够清晰捕捉到蚊虫的图像；激光发射模块140选取轻量化的激光发射器，以保证在可以有效杀伤蚊虫的同时避免带来附带损伤。

双目图像采集模块120与中央处理模块110之间使用USB接口连接，云台模块130通过云台控制器使用USB接口与中央处理模块110相连，激光发射模块140接受来自中央处理模块110的发射指令。

如图3，图3是本发明中的一种智能蚊虫消灭设备模块的管脚连接示意图，双目图像采集模块120首先实时采集监控区域的视频图像信息，并实时传送给中央处理模块110，中央处理模块110首先利用蚊虫自动识别算法对该视频图像信息进行识别，判断是否存在蚊虫；若存在蚊虫，中央处理模块110首先调用目标跟踪算法在上述双目图像采集模块120的视野范围内对蚊虫进行软跟踪，实时跟踪蚊虫目标，然后调用双目测距算法计算蚊虫距离激光发射模块140头部的距离，若蚊虫达到激光毁伤距离范围，控制云台模块130中的云台机构调整姿态对检测到的蚊虫进行硬跟踪，然后控制激光发射模块140发射轻量化激光杀死蚊虫。中央控制模块通过调用第一算法对识别出的蚊虫进行软跟踪，然后在蚊虫到达距离范围内后进行硬跟踪并控制激光发射模块140发射激光杀死蚊虫，在降低能耗的同时，保证了跟踪的精确性，提高了消灭蚊虫的效率。

在进一步的实施方式中，智能蚊虫消灭设备还包括评估模块及自检模块；评估模块，用于对设备工作空间进行扫描，评估蚊虫杀伤范围内是否存在其他物品；自检模块，用于判断双目图像采集模块120采集的视频信息中图像背景是否出现变化，如果图像背景发生变化，则判定设备被挪动，启动评估模块进行环境评估。

在有的实施方式中，智能蚊虫消灭设备还包括显示模块160及语音播报模块150；显示模块160，用于显示电源及报警信息；语音播报模块150，用于进行语音提示。

设备系统100首次开机、复位或者被挪动后，评估模块工作，设备系统100则进入评估模式。评估模式主要对产品的周围环境进行评估，确保在激光有效杀伤距离内无其他物品。

评估模式的具体工作过程是，中央处理模块110控制二自由度云台模块130对系统工作空间进行扫描，同时调用双目测距算法，进行全空域测距，如果有物品在激光有效杀伤范围内，则发出警示声音，同时在屏幕上进行警示性提醒。用户可以搬离周围物品，重新选择蚊虫杀灭设备的位置，也可以通过按键强制系统忽略告警信息。环境评估通过后，系统自动进入待机模式，在待机模式下，云台模块130、激光发射模块140、语音播报模块150等均处于休眠状态，双目图像采集模块120采集图像信息，中央处理模块110调用图像处理算法(例如帧差法)检测当前视场中是否有运动物体出现，如发现有物体运动，则系统进入除虫模式。待机模式有效地降低了设备系统100的工作功耗。

为了防止激光对人体造成危害，设备系统100中的自检模块内置人体检测算法，当检测到人体出现在激光有效杀伤距离并处于激光射向范围内时，设备系统100强制停止启动激光发射模块140。设备系统100可工作于室内环境，也可工作于室外环境。

在有的实施方式中，智能蚊虫消灭设备还包括电源模块180及太阳能模块170，太阳能模块170用于进行电能转换，并将转换后的电能供给设备。

云台模块130采用二自由度云台，如图2，图2是本发明中的一种智能蚊虫消灭设备中云台模块130工作示意图，激光发射模块140采用轻量化激光。

一种智能蚊虫消灭方法，如图4，图4是本发明中的一种智能蚊虫消灭方法的第一实施例流程示意图，包括步骤：

S1、获取蚊虫监控区域的实时图像信息。

双目图像采集模块120首先实时采集监控区域的视频图像信息，并实时传送给中央处理模块110。

S2、调用第一算法，检测实时图像信息中是否存在蚊虫目标信息。其中，第一算法为蚊虫自动识别算法。

中央处理模块110首先利用蚊虫自动识别算法对该视频图像信息进行识别，判断是否存在蚊虫。

S3、若存在蚊虫目标信息，对蚊虫目标信息进行双跟踪并计算距离信息。

优选地，如图7，图7是本发明中的一种智能蚊虫消灭方法的第四实施例流程示意图，步骤S3包括步骤：

S31、调用第二算法，在双目图像采集模块120视野范围内对蚊虫进行软跟踪；S32、调用第三算法，计算蚊虫距离设备信息；S33、若蚊虫达到激光毁伤距离范围，控制云台模块130中的云台机构调整姿态对检测到的蚊虫进行硬跟踪。其中，第二算法、第三算法分别为目标跟踪算法、双目测距算法。中央控制模块通过调用第一算法对识别出的蚊虫进行软跟踪，然后在蚊虫到达距离范围内后进行硬跟踪并控制激光发射模块140发射激光杀死蚊虫，在降低能耗的同时，保证了跟踪的精确性，提高了消灭蚊虫的效率。

S4、启动激光发射模块140发射激光，消灭蚊虫。

优选地，在有的实施方式中，如图5，图5是本发明中的一种智能蚊虫消灭方法的第二实施例流程示意图，步骤S1之前包括对背景环境进行评估的步骤：

S5、扫描整个待监控区域，获取待监控区域的背景图像信息；S6、计算视域内整个空间到双目图像采集模块120的距离；S7、判断周围其他物体是否处于激光发射模块140有效毁伤距离范围内，如果存在，则发出提示语音。

设备系统100首次开机、复位或者被挪动后，评估模块工作，设备系统100则进入评估模式。评估模式主要对产品的周围环境进行评估，确保在激光有效杀伤距离内无其他物品。评估模式的具体工作过程是，中央处理模块110控制二自由度云台模块130对系统工作空间进行扫描，同时调用双目测距算法，进行全空域测距，如果有物品在激光有效杀伤范围内，则发出警示声音，同时在屏幕上进行警示性提醒。用户可以搬离周围物品，重新选择蚊虫杀灭设备的位置，也可以通过按键强制设备系统100忽略告警信息。

优选地，如图6，图6是本发明中的一种智能蚊虫消灭方法的第三实施例流程示意图，还包括人体检测的步骤：

S8、调用第四算法，检测激光毁伤范围内是否存在人体信号；S9、若存在，则设备系统100强制停止启动激光设备；其中，第四算法为人体检测算法。人体检测可以避免激光对人体的误伤。

优选地，如图8，图8是本发明中的一种智能蚊虫消灭方法的第五实施例流程示意图，步骤还包括恢复初始状态的步骤：

SA、关闭激光发射模块140，设备系统100释放目标检测算法、目标跟踪算法、双目测距算法；SB、云台模块130恢复初始状态，设备系统100进入低电监控状态。

环境评估通过后，系统自动进入待机模式，在待机模式下，云台模块130、激光发射模块140、语音播报模块150等均处于休眠状态，双目图像采集模块120采集图像信息，中央处理模块110调用图像处理算法(例如帧差法)检测当前视场中是否有运动物体出现，如发现有物体运动，则系统进入除虫模式。待机模式有效地降低了设备系统100的工作功耗。

优选地，如图9，图9是本发明中的一种智能蚊虫消灭方法的第六实施例流程示意图，步骤还包括检测背景图像是否变换的步骤：

SC、采用图像处理算法，判断获取的视频信息中的背景图像是否出现变化；SD、若背景图像信息发生变化，则设备系统100判定被移动过，则进入背景环境评估流程。

待机模式下二自由度云台模块130无运动，双目图像采集模块120蚊虫杀灭设备系统100被挪动的判断方法是，采用图像处理方法，判断双目图像采集模块120采集的视频信息中图像背景是否出现变化，如果图像背景发生变化，则判定设备系统100被挪动，此时设备系统100自动进入评估模式，对环境进行评估。

实施本发明的一种智能蚊虫消灭设备及方法，通过实时跟踪蚊虫并及时发射轻量化激光，能够有效杀灭蚊、蝇、蛾、蚂蚁、蟑螂等各种有害蚊虫，且杀灭方式绿色环保，无附加危害，可全昼夜工作。安装在户外时，可配置太阳能板，自主供电，独立工作。解决了现有技术中的药物消灭对生活环境及人体健康带来危害，而蚊虫消灭器存在触电危险及工作效率不高的问题。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能蚊虫消灭设备，其特征在于，包括：

双目图像采集模块，用于扫描被监控区域，并将图像信息发送至中央处理模块；

激光发射模块，用于根据指令发射消灭蚊虫的激光；

云台模块，用于根据控制指令调整所述蚊虫消灭设备，以实现对蚊虫的硬跟踪；

中央处理模块，用于调用第一算法对所述图像信息中的蚊虫进行识别检测，调用第二算法，在双目图像采集模块视野范围内对蚊虫进行软跟踪，调用第三算法，计算蚊虫距离设备信息，若蚊虫达到激光毁伤距离范围，控制云台模块中的云台机构调整姿态对检测到的蚊虫进行硬跟踪并及时向所述激光发射模块发送发射激光指令；

其中，所述第一算法为蚊虫自动识别算法，第二算法为目标跟踪算法，第三算法为双目测距算法。

2.根据权利要求1所述的智能蚊虫消灭设备，其特征在于，所述智能蚊虫消灭设备还包括评估模块及自检模块；

评估模块，用于对设备工作空间进行扫描，评估蚊虫杀伤范围内是否存在其他物品；

自检模块，用于判断所述双目图像采集模块采集的视频信息中图像背景是否出现变化，如果图像背景发生变化，则判定设备被挪动，启动所述评估模块进行环境评估。

3.根据权利要求2所述的智能蚊虫消灭设备，其特征在于，所述智能蚊虫消灭设备还包括显示模块及语音播报模块；

显示模块，用于显示电源及报警信息；

语音播报模块，用于进行语音提示。

4.根据权利要求3所述的智能蚊虫消灭设备，其特征在于，所述智能蚊虫消灭设备还包括电源模块及太阳能模块，所述太阳能模块用于进行电能转换，并将转换后的电能供给设备。

5.根据权利要求1-4任一所述的智能蚊虫消灭设备，其特征在于，所述云台模块采用为二自由度云台，所述激光发射模块采用轻量化激光。

6.一种智能蚊虫消灭方法，使用权利要求5所述的智能蚊虫消灭设备，其特征在于，包括步骤：

获取蚊虫监控区域的实时图像信息；

调用第一算法，检测所述实时图像信息中是否存在蚊虫目标信息；

若存在蚊虫目标信息，对所述蚊虫目标信息进行双跟踪并计算距离信息；

控制激光发射模块发射激光；

其中，所述第一算法为蚊虫自动识别算法。

7.根据权利要求6所述的智能蚊虫消灭方法，其特征在于，所述步骤：获取蚊虫监控区域的实时图像信息，之前包括对背景环境进行评估的步骤：

扫描整个待监控区域，获取待监控区域的背景图像信息；

计算视域内整个空间到所述双目图像采集模块的距离；

判断周围其他物体是否处于激光发射模块有效毁伤距离范围内，如果存在，则发出提示语音。

8.根据权利要求6所述的智能蚊虫消灭方法，其特征在于，所述步骤：若存在蚊虫目标信息，对所述蚊虫目标信息进行双跟踪并计算距离信息，包括步骤：

调用第二算法，在双目图像采集模块视野范围内对蚊虫进行软跟踪；

调用第三算法，计算蚊虫距离设备信息；

若蚊虫达到激光毁伤距离范围，控制云台模块中的云台机构调整姿态对检测到的蚊虫进行硬跟踪；

其中，所述第二算法、第三算法分别为目标跟踪算法、双目测距算法。

9.根据权利要求8所述的智能蚊虫消灭方法，其特征在于，还包括人体检测的步骤：

调用第四算法，检测激光毁伤范围内是否存在人体信号；

若存在，则设备系统强制停止启动激光设备；

其中，所述第四算法为人体检测算法。

10.根据权利要求9所述的智能蚊虫消灭方法，其特征在于，所述步骤还包括检测背景图像是否变换的步骤：

采用图像处理算法，判断获取的视频信息中的背景图像是否出现变化；

若背景图像信息发生变化，则判定设备系统被移动过，则进入背景环境评估流程。

Images