CN112751986A - 全自动昆虫标本影像采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了全自动昆虫标本影像采集系统，包括支撑模块、摄像机、LED照明灯和计算机，支撑模块和摄像机与计算机相连接，支撑模块包括底座，底座上安装有立板，立板的内部滑动连接有螺接于立板外部的升降块，升降块延伸出立板的一端设有机座，机座上固定有舵机，旋转臂的底部安装有旋转马达，旋转臂上设有与旋转马达输出端相连接的标本针，底座内设有与升降马达、舵机、旋转马达和LED照明灯相连接的控制电路和锂电池组，通过支撑模块可对标本进行自动翻转、旋转生物标本，从而避免手部直接触碰，提供全方位LED白色光源，使用数字线自动控制摄像机，从多个角度拍摄昆虫的体貌特征，在计算机中建立相应数据库，便于回溯、展示和自动识别各类昆虫。
Description
技术领域
本发明涉及昆虫几何形态学分析技术领域，具体为全自动昆虫标本影像采集系统。
背景技术
原始手段的人工数字影像采集：
一、使用人工调节拍摄，需要用手直接接触昆虫针。将它放到白色背景的平板前面，用手旋转昆虫，在影像采集过程中，由于旋转的速度不均匀，造成拍摄有失败率较高，照片和视屏质量不佳，手持标本没有参照标准，使得拍摄角度有各种偏差，大大影响了影像资料的准确性。
二、手持标本需要不断调整拍摄理想角度，需要反复调整拍摄角度，标本的影像采集时间具有不确定性，一个拍摄标本的时间从最短几分钟到十几分钟不等，工作效率明显偏低。
三、手持标本，不可避免的会对标本产生污染和损伤。由于昆虫标本多为干标本，各部位易碎，易脱落。加之虫体大小不一，不仅造成珍贵标本的损耗，还会加大拍摄难度和时耗，对于昆虫标本和工作时间都是巨大的损失。
基于此，本发明设计了全自动昆虫标本影像采集系统，该系统将为各类昆虫物种几何形态学分析、分类特征鉴定和教学工作提供可靠的数字信息采集平台，进而构建各种昆虫数字信息资料库，对与教学、科研、科普和农业生产相关的各类昆虫进行数字信息采集、分析和数据入库，提供最为可靠的分类学依据、最佳的教学展示效果、最精准的昆虫识别和最佳防治策略的筛选。
发明内容
本发明的目的在于提供全自动昆虫标本影像采集系统，以解决上述提到的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：全自动昆虫标本影像采集系统，包括支撑模块、摄像机、LED照明灯和计算机，所述支撑模块和摄像机与计算机相连接，
所述支撑模块包括底座，所述底座上安装有立板，所述立板内竖直设置有丝杆，所述丝杆的底端设有锥齿轮一，所述立板的内腔底部设有与所述锥齿轮一相啮合的锥齿轮二，所述支撑模块的顶部设有升降马达，所述升降马达的输出端连接所述锥齿轮二的一端，所述立板的内部滑动连接有螺接于所述立板外部的升降块，所述升降块延伸出所述立板的一端设有机座，所述机座上固定有舵机，所述舵机的输出端连接旋转臂的侧壁上方，所述旋转臂的底部安装有旋转马达，所述旋转臂上设有与所述旋转马达输出端相连接的标本针，所述底座内设有与升降马达、舵机、旋转马达和LED照明灯相连接的控制电路和锂电池组。
优选的，所述LED照明灯采用无影灯。
优选的，所述旋转臂采用L形板，所述摄像机固定于机架上，且所述摄像机位于所述旋转臂的旋转方向一侧。
优选的，所述底座采用铝镁合金和碳纤维材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该全自动昆虫标本影像采集系统通过支撑模块可对标本进行自动翻转、旋转生物标本，从而避免手部直接触碰，并且，提供优质全方位LED白色光源，使用数字线自动控制摄像机，从多个角度拍摄昆虫的体貌特征，获取全方位2D和3D图像，并在计算机中建立相应数据库，便于回溯、展示和自动识别各类昆虫。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明系统框图；
图2为本发明支撑模块结构示意图；
图3为本发明支撑模块和摄像机位置关系示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、支撑模块；101、底座；102、立板；103、丝杆；104、锥齿轮一；105、锥齿轮二；106、升降马达；107、升降块；108、机座；109、舵机；110、旋转臂；111、旋转马达；112、标本针；113、控制电路；114、锂电池组；2、摄像机；201、机架；3、LED照明灯；4、计算机。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：全自动昆虫标本影像采集系统，包括支撑模块1、摄像机2、LED照明灯3和计算机4，支撑模块1和摄像机2与计算机4相连接，
支撑模块1包括底座101，底座101上安装有立板102，立板102内竖直设置有丝杆103，丝杆103的底端设有锥齿轮一104，立板102的内腔底部设有与锥齿轮一104相啮合的锥齿轮二105，支撑模块1的顶部设有升降马达106，升降马达106的输出端连接锥齿轮二105的一端，立板102的内部滑动连接有螺接于立板102外部的升降块107，升降块107延伸出立板102的一端设有机座108，机座108上固定有舵机109，舵机109的输出端连接旋转臂110的侧壁上方，旋转臂110的底部安装有旋转马达111，旋转臂110上设有与旋转马达111输出端相连接的标本针112，底座101内设有与升降马达106、舵机109、旋转马达111和LED照明灯3相连接的控制电路113和锂电池组114。
其中，LED照明灯3采用无影灯，为方便野外及夜晚作业，系统提供了自然白光色温的LED照明，并根据无影灯的设计，提供多角度全方位照明，其亮度可调，以提升摄像机2的拍摄效果。
其中，旋转臂110采用L形板，摄像机2固定于机架201上，且摄像机2位于旋转臂110的旋转方向一侧，使得在对标本进行旋转时，不会影响摄像机2的摄像效果。
其中，底座101采用铝镁合金和碳纤维材料，最大限度降低重量以及体积，极其便于野外工作需要。
具体工作原理如下：
通过在标本针112上放置各种昆虫标本，当然标本针112也可以采用其他支架，以方便对标本进行支撑，通过旋转马达111可对标本在水平面上进行角度旋转，通过舵机109可对标本在竖直面进行旋转，可分别旋转-45度，0度，45度，90度等角度，也可以自定义任意角度，以方便对昆虫的腹部，侧面，顶部，进行拍照，升降马达106通过锥齿轮、丝杆103和升降块107带动旋转臂110和舵机109等部件进行升降，使昆虫的中心位于照相机的中心位置。底座101内有单片机或者其他可编程控制电路控制，可以根据昆虫的位置自动识别，并自动调整到最佳的拍摄高度，锂电池组114提供电力。摄像机2对昆虫实现全景摄像后，并将采集的数据接入计算机4数据库，方便储存和对比。
由于拍摄角度为电脑内部设定，并且支撑的平台为固定，稳定性和一致性得到有效的保障。全部采集工作时间不超过一分钟，大大提供了采样速率和工作效率。本系统为电脑自动控制，在将标本插入或者放入支撑模块1后。工作人员可以不用接触昆虫标本。甚至可以在密封的空间或箱体内进行遥控操作。最大限度避免了昆虫和工作人员的近距离直接接触，规避了对工作人员造成身体危害的风险性。
实测数据对比参照表
本全自动昆虫标本影像采集系统，进行田间工作，实现害虫诱捕和实时鉴定昆虫照片，系统能够以秒级反应速度反馈鉴定结果，系统采样成功率为100％，鉴定准确率超过99％。对比原来的人工操作，该智能拍摄系统有着很高的实用性及可行性，应当得到大力推广和普及。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (4)
1.全自动昆虫标本影像采集系统，其特征在于：包括支撑模块(1)、摄像机(2)、LED照明灯(3)和计算机(4)，所述支撑模块(1)和摄像机(2)与计算机(4)相连接，
所述支撑模块(1)包括底座(101)，所述底座(101)上安装有立板(102)，所述立板(102)内竖直设置有丝杆(103)，所述丝杆(103)的底端设有锥齿轮一(104)，所述立板(102)的内腔底部设有与所述锥齿轮一(104)相啮合的锥齿轮二(105)，所述支撑模块(1)的顶部设有升降马达(106)，所述升降马达(106)的输出端连接所述锥齿轮二(105)的一端，所述立板(102)的内部滑动连接有螺接于所述立板(102)外部的升降块(107)，所述升降块(107)延伸出所述立板(102)的一端设有机座(108)，所述机座(108)上固定有舵机(109)，所述舵机(109)的输出端连接旋转臂(110)的侧壁上方，所述旋转臂(110)的底部安装有旋转马达(111)，所述旋转臂(110)上设有与所述旋转马达(111)输出端相连接的标本针(112)，所述底座(101)内设有与升降马达(106)、舵机(109)、旋转马达(111)和LED照明灯(3)相连接的控制电路(113)和锂电池组(114)。
2.根据权利要求1所述的全自动昆虫标本影像采集系统，其特征在于：所述LED照明灯(3)采用无影灯。
3.根据权利要求1所述的全自动昆虫标本影像采集系统，其特征在于：所述旋转臂(110)采用L形板，所述摄像机(2)固定于机架(201)上，且所述摄像机(2)位于所述旋转臂(110)的旋转方向一侧。
4.根据权利要求1所述的全自动昆虫标本影像采集系统，其特征在于：所述底座(101)采用铝镁合金和碳纤维材料。
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