CN210432686U - 一种基于图像识别的害虫自动计数系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能识别技术领域，尤其涉及一种基于图像识别的害虫自动计数系统,所述计数系统包括电诱杀单元、拍摄单元、害虫清理单元、集虫网兜和识别控制终端；电诱杀单元包括高压电网和诱芯；拍摄单元包括拍摄仓、拍摄面板和摄像头，拍摄仓位于高压电网下方，拍摄面板铰接设置于拍摄仓内，摄像头的镜头朝向拍摄面板的中心设置；害虫清理单元包括转动电机和抽风机，转动电机的输出轴与拍摄面板固定，抽风机位于拍摄面板的下方；集虫网兜设置于拍摄仓的下方；识别控制终端分别与摄像头、转动电机和抽风机连接。在本方案中通过识别控制终端进行图像识别，从而得到害虫的数量和种类，数据统计范围广、精度高，有利于虫害预警工作。

Description

一种基于图像识别的害虫自动计数系统

技术领域

本实用新型涉及智能识别技术领域，尤其涉及一种基于图像识别的害虫自动计数系统。

背景技术

随着人们对食品安全的要求越来越高，采用物理防治农业害虫的方法越来越多。在农业生产中，有害昆虫的防治非常关键，直接影响着农业生产效率和以及农产品产量的多少。目前最常用的方法还是利用化学农药防治，这使的农产品的品质大大降低。利用害虫的趋光性和趋化性高效地、快速地、低成本地在有限时间内最大限度的杀灭害虫是灭虫作业的理想目标。

而往往在进行大规模的害虫捕杀之前，需要提前对野外田间的害虫进行监控，以便获知害虫的种类，并准确预测害虫的数量以及虫灾爆发期，以便及时地、有针对性地对害虫进行捕杀，从而避免突然间爆发的虫灾对农作物造成的严重影响。目前，市场上常用的野外田间害虫监控装置，一般都是通过红外计数器对诱捕的害虫进行计数，其只能统计到笼统的害虫数量，至于害虫种类便不得而知，数据对后期的预警分析提供的作用有限，容易导致预警方案出现较大漏洞。而另外一种使用特定性激素的诱捕装置，其虽对某一种类的害虫预警效果还不错，但是其无法进行全面预警监控工作。

发明内容

为此，需要提供一种基于图像识别的害虫自动计数系统，来解决现有技术中害虫的种类、数量统计不便，数据误差加大，对后期的预警分析提供的作用不佳的问题。

为实现上述目的，需要提供一种基于图像识别的害虫自动计数系统，所述计数系统包括电诱杀单元、拍摄单元、害虫清理单元、集虫网兜和识别控制终端；

所述电诱杀单元包括高压电网和诱芯，所述诱芯位于高压电网内部；

所述拍摄单元包括拍摄仓、拍摄面板和摄像头，所述拍摄仓位于高压电网下方，拍摄仓的顶端具有开口，所述拍摄面板铰接设置于拍摄仓内，所述摄像头的镜头朝向拍摄面板的中心设置；

所述害虫清理单元包括转动电机和抽风机，所述转动电机的输出轴与拍摄面板固定，所述抽风机位于拍摄面板的下方；

所述集虫网兜设置于拍摄仓的下方；

所述识别控制终端分别与摄像头、转动电机和抽风机连接。

作为本实用新型的一种优选结构，所述计数系统还包括集虫漏斗，所述集虫漏斗设置于高压电网和拍摄仓之间，集虫漏斗的较大端朝向高压电网，集虫漏斗的较小端朝向拍摄仓。

作为本实用新型的一种优选结构，所述计数系统还包括红外触发器，所述红外触发器设置于集虫漏斗与拍摄仓之间，电击杀的害虫经过红外触发器掉落至拍摄仓中，所述红外触发器与识别控制终端连接。

作为本实用新型的一种优选结构，所述拍摄仓内设置有LED照明灯，所述LED照明灯为四组且均匀分布于拍摄面板上方的拍摄仓内壁上。

作为本实用新型的一种优选结构，所述摄像头还设置有镜头盖，所述镜头盖可翻转以显露或者封闭镜头。

作为本实用新型的一种优选结构，所述计数系统还包括云平台和监测终端，所述识别控制终端与云平台连接，所述监测终端与云平台连接。

区别于现有技术，上述技术方案的优点如下：本实用新型一种基于图像识别的害虫自动计数系统，通过置于高压电网内部的诱芯吸引害虫，害虫靠近高压电网被电击落，由拍摄仓顶端的开口掉落到其内的拍摄面板上，在间隔预设时间之后，摄像头对拍摄面板进行拍照，且摄像头的镜头朝向拍摄面板的中心设置，整个拍摄面板均可以被拍摄下来，摄像头将拍摄的害虫图像信息输送给识别控制终端，识别控制终端收到图像信息后与其内部存储的害虫信息进行匹配，从而分析得到害虫的种类以及相应数量，同时在对拍摄面板进行拍照后，识别控制单元控制转动电机带动拍摄面板进行翻转，并打开抽风机将已经拍过照片的害虫抽离出拍摄仓，进而掉落到集虫网兜中。在本方案中通过使用摄像头对电击落的害虫进行拍照，并通过识别控制终端进行图像识别，从而得到害虫的数量和种类，数据精度高，此外，还可以通过害虫清理单元清理掉前次拍摄后的害虫，防止对之后的害虫图像识别造成不利影响，且该计数系统能够适应灯诱针对所有趋光性害虫进行统计，也可以适应性激素诱引对标靶害虫进行监测，过适用范围广，预警效果好。

附图说明

图1为具体实施方式所述基于图像识别的害虫自动计数系统的结构示意图之一；

图2为具体实施方式所述基于图像识别的害虫自动计数系统的结构示意图之二；

图3为具体实施方式所述基于图像识别的害虫自动计数系统部分结构的爆炸示意图；

图4为具体实施方式所述基于图像识别的害虫自动计数系统中摄像单元的结构示意图；

图5为具体实施方式所述基于害虫图像自动识别的计数方法的流程示意图。

附图标记说明：

1、高压电网；

2、诱芯；

3、拍摄仓；

4、拍摄面板；

5、摄像头；

6、转动电机；

7、抽风机；

8、集虫网兜；

9、识别控制终端；

10、集虫漏斗；

11、红外触发器；

12、LED照明灯；

13、镜头盖；

14、电网清理单元；

15、太阳能电池板；

16、立杆；

17、翻转电机。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图4，本实施例中公开了一种基于图像识别的害虫自动计数系统，所述计数系统包括电诱杀单元、拍摄单元、害虫清理单元、集虫网兜8和识别控制终端9，且电诱杀单元、拍摄单元、害虫清理单元、集虫网兜8和识别控制终端9均固定于立杆16上，在实际使用中，所述立杆16固定于地面上；

所述电诱杀单元用于害虫进行诱引和电击捕杀。具体的，对所述电诱杀单元包括高压电网1和诱芯2，所述诱芯2位于高压电网1内部，所述高压电网1由太阳能电池板15进行供电，为高压电网1提供合适的电压，以便对诱芯2吸引靠近高压电网1的害虫进行捕杀，并且采用太阳能供电，比较适合野外田间检测；优选的，所述电诱杀单元还包括蓄电池，太阳能电池板15在白天将太阳能转化成电能，多余的电能存储于蓄电池内，用于夜间为高压电网1供电。所述诱芯2可以是灯源诱芯，针对所有的趋光性害虫进行诱捕，以便进行监测地区的整体虫害情况；也可以仅使用性激素诱芯针对特定标靶害虫进行引诱以及数据统计，当然也可以是灯源诱芯和性激素诱芯同时使用。

所述拍摄单元用于为电诱杀单元电击掉落的害虫进行图像拍摄。具体的，所述拍摄单元包括拍摄仓3、拍摄面板4和摄像头5，所述拍摄仓3位于高压电网1下方，拍摄仓3的顶端具有开口，所述拍摄面板4铰接设置于拍摄仓3内，所述摄像头5的镜头朝向拍摄面板4的中心设置；掉落的害虫由拍摄仓3顶端的开口落入到设置在拍摄仓3径向截面的拍摄面板4上，摄像头5的镜头朝向拍摄面板4的中心设置能够最大程度的确保整个拍摄面板4被拍摄下来，以防止害虫漏统计。所述摄像头5将拍摄的害虫图像信息输送给识别控制终端9，识别控制终端9对图像信息进行提取并与其内预先存储的害虫信息进行比对，从而获得图像上害虫的种类以及相应数量，实现害虫的自动识别。在优选的实施例中，所述的识别控制终端9还具有显示功能，将当前统计的害虫的种类以及相应数量进行显示。

所述害虫清理单元用于对拍照完成后拍摄面板4上的害虫进行清理，以免对下次拍照进行害虫统计时，对统计数据造成影响。具体的，所述害虫清理单元包括转动电机6和抽风机7，所述转动电机6的输出轴与拍摄面板4固定，所述抽风机7位于拍摄面板4的下方；所述转动电机6启动用于带动拍摄面板4翻转，在实际使用中，所述转动电机6可以在识别控制终端9的作用下每次转动90°，使得拍摄面板4处于垂直状态时，控制抽风机7打开一定时长，从而将拍摄面板4上的害虫通过负压进行清理，清理效果好，然后再通过转动电机6带动拍摄面板4继续翻转90°或者回转90°使得拍摄面板4重新处于水平状态，以便进行下个拍摄时间段内对电击杀掉落的害虫进行承接。优选的，拍摄面板4的水平初始位置设置有位置感应开关，来辅助控制转动电机6的关闭。

所述集虫网兜8设置于拍摄仓3的下方；一方面抽风机7抽取的气体需要排出，另一方面清理的害虫需要进行收集，以便于在需要时通过人工统计与图像识别结果进行比对，分析图像识别数据的准确性，因此在拍摄仓3的下方设置集虫网兜8。具体的，所述集虫网兜8可以为32目，既不影响透气也能够对害虫进行有效收集。

本实施例基于图像识别的害虫自动计数系统，其中所述计数系统通过置于高压电网1内部的诱芯2吸引害虫，害虫靠近高压电网1被电击落，由拍摄仓3顶端的开口掉落到其内的拍摄面板4上，在间隔预设时间之后，摄像头5对拍摄面板4进行拍照，且摄像头5的镜头朝向拍摄面板4的中心设置，整个拍摄面板4均可以被拍摄下来，摄像头5将拍摄的害虫图像信息输送给识别控制终端9，识别控制终端9收到图像信息后与其内部存储的害虫信息进行匹配，从而分析得到害虫的种类以及相应数量，同时在对拍摄面板4进行拍照后，识别控制单元控制转动电机6带动拍摄面板4进行翻转，并打开抽风机7将已经拍过照片的害虫抽离出拍摄仓3，进而掉落到集虫网兜8中。在本方案中通过使用摄像头5对电击落的害虫进行拍照，并通过识别控制终端9进行图像识别，从而得到害虫的数量和种类，数据精度高，此外，还可以通过害虫清理单元清理掉前次拍摄后的害虫，防止对之后的害虫图像识别造成不利影响，且该计数系统能够适应灯诱针对所有趋光性害虫进行统计，也可以适应性激素引诱对标靶害虫进行监测，过适用范围广，预警效果好。

请参阅图2和图3，作为本实用新型的一种优选实施例，所述计数系统还包括集虫漏斗10，所述集虫漏斗10设置于高压电网1和拍摄仓3之间，集虫漏斗10的较大端朝向高压电网1，集虫漏斗10的较小端朝向拍摄仓3。所述集虫漏斗10的设置是为了方便对高压电网1电击落的害虫进行收集，使得掉落的害虫依次由集虫漏斗10的较大端、较小端进入到拍摄仓3内，防止害虫掉落到其他地方，影响数据统计结果的准确性。在具体的害虫图像识别工作中，可以采用两种统计方式：其一，通过对识别控制终端9进行设计，其定时控制摄像头5对拍摄面板4进行拍照，然后进行害虫图像的识别，然而此种方式则会导致无论是否有害虫掉落都会进行拍照，较为耗能，在野外监测中影响较大。其二，提供一个触发信号，只有当有害虫掉落后，才开始计时，在延时特定时长后再进行拍照，较为节能。具体的优选实施例中，所述计数系统还包括红外触发器11，所述红外触发器11设置于集虫漏斗10与拍摄仓3之间，电击杀的害虫经过红外触发器11掉落至拍摄仓3中，所述红外触发器11与识别控制终端9连接。所述的红外触发器11用于进行计时触发，当第一次掉落害虫时，害虫经过红外触发器11此时识别控制终端9进行计时，经过特定时长后在进行拍照，该特定时长内掉落的害虫不再进行信号触发。之后，当害虫再次掉落时，再次出发计时信号，经过特定时长后再次进行拍照，如此往复。具体的，所述红外触发器11由光耦传感器制成，当害虫掉落遮挡光线时，计时信号触发。

如图1和图2所示的实施例中，所述计数系统还包括电网清理单元14，所述电网清理单元14用于对环形高压电网1上的电极杆进行清理。具体的，所述电网清理单元14包括步进电机、往复丝杆、滑块和清理盘，所述步进电机用于驱动往复丝杆转动，所述滑块套设于往复丝杆上，所述清理盘与滑块固定连接，所述清理盘上的清理槽卡接于电极杆的外部。所述步进电机作为电网清理单元14的驱动机构。步进电机驱动往复丝杆转动，从而使得套设在往复丝杆上的滑块上下滑动，从而带动清理盘上下运动，所述清理槽将电极杆外部电击杀后粘附的害虫，扫落到拍摄面板4上，一方面可以保证害虫的数据统计结果准确性，又能够防止粘附的害虫以及高压电网1长时间的使用容易粘附大量的灰尘、污渍，对电击效率以及害虫的诱杀效果造成影响。优选的，所述清理槽内还设置有毛刷或者海绵刷，使得其对环形高压电网1的清洁效果更好。优选的，可以根据需要选择设置环形高压电网1的清理时间，使得电网清理单元14可以在一天中诱虫最少的时间段内进行环形电网的清理工作，电网清理盘使用绝缘材料，清理时环形高压电网1不需要断电，可自动完成。

请参阅图3，作为本实用新型的一种优选实施例，所述拍摄仓3内设置有LED照明灯12，所述LED照明灯12为四组且均匀分布于拍摄面板4上方的拍摄仓3内壁上。在摄像头5进行拍照时，拍摄仓3处于相对封闭的状态，拍摄仓3内的光线强度较弱，拍照效果不好。因此在拍摄仓3内设置了LED照明灯12，在需要进行拍照时，点亮LED照明灯12，照亮拍摄面板4，害虫图像拍摄较为清晰。优选的，四组LED照明灯12均匀分布于拍摄面板4上方的拍摄仓3内壁上，光线从四周进行均匀照射，能够减少害虫的影子出现，防止对后续的害虫图像信息识别造成影响，拍照完成后关闭LED照明灯12。

请参阅图3和图4，作为本实用新型的一种优选实施例，所述摄像头5还设置有镜头盖13，所述镜头盖13可翻转以显露或者封闭镜头。所述镜头盖13用于将摄像头5与拍摄仓3进行隔离，防止镜头收到污染，具体的，所述镜头盖13与翻转电机17的输出轴连接，翻转电机17启动可以驱动镜头盖13转动。

在具体的实施例中，所述计数系统还包括云平台和监测终端，所述识别控制终端9与云平台连接，所述监测终端与云平台连接。所述云平台用于接收识别控制终端9统计的害虫种类以及相应数量的信息，进而方便监测终端获取及时获取数据信息，以进行远程的虫害情况分析和预警，从而起到对农作物的有效保护。优选的，所述识别控制终端9、云平台以及监测终端之间可以通过4G网络、WiFi网络等通讯手段进行连接和数据传输。所述监测终端可以为电脑、手机等设备携带中的监测软件。

为实现上述目的，本实用新型还公开了一种基于害虫图像自动识别的计数方法，请参阅图5，所述方法包括以下步骤：

S100，诱杀步骤：通过诱芯引诱害虫并利用高压电网进行电击杀；通过该步骤将害虫吸引并利用通过的高压电网进行害虫击杀，使其向下掉落，以便害虫的收集的数据统计。

S300，计时拍照步骤：间隔预设时间，识别控制单元控制摄像头对掉落在拍摄面板上的害虫进行拍照，并将拍摄得到的害虫图像信息发送给识别控制终端；在该步骤中，定时对拍摄面板上的害虫进行拍照，将图像信息发送给识别控制终端

S400，信息匹配识别步骤：识别控制终端接收害虫图像信息，并与其内部存储的害虫信息进行信息匹配，通过AI识别出害虫种类和相应数量；所述识别控终端内预存有多重害虫的基本信息，并通过AI训练使得其能够很快的对害虫图像信息进行识别，得到害虫种类和相应数量。

S500，数据传输步骤：将害虫种类和相应数量数据发送给云平台；数据由云平台存储，以便多个监测终端分别获取相应的统计数据，实验人员使用更加方便。

S600，数据获取步骤：监测终端从云平台获取害虫监测数据。监测终端获取害虫监测数据之后，方便监测人员进行数据分析，以便做出更为合理的虫害预警方案。

如图5所示，进一步的实施例中，在“计时拍照步骤”步骤之前还包括：

S200，计时触发步骤：电击杀掉落的害虫经过红外触发器时产生触发信号，识别控制单元计时开始。定时控制摄像头对拍摄面板进行拍照，然后进行害虫图像的识别，此种方式则会导致无论是否有害虫掉落都会进行拍照，较为耗能，在野外监测中影响较大。本实施例，通过增设一个红外触发步骤，提供一个触发信号，只有当有害虫掉落后，才开始计时，在延时特定时长后再进行拍照，较为节能。即当第一次掉落害虫时，害虫经过红外触发器此时识别控制终端进行计时，经过特定时长后在进行拍照，该特定时长内掉落的害虫不再进行信号触发。之后，当害虫再次掉落时，再次出发计时信号，经过特定时长后再次进行拍照，如此往复。

进一步的实施例中，所述“计时拍照步骤”具体包括：

间隔预设时间，点亮LED照明灯后，识别控制单元控制摄像头对掉落在拍摄面板上的害虫进行拍照，并将拍摄得到的害虫图像信息发送给识别控制终端。在摄像头进行拍照时，拍摄仓处于相对封闭的状态，拍摄仓内的光线强度较弱，拍照效果不好。因此在拍摄仓内设置了LED照明灯，在需要进行拍照时，先点亮LED照明灯，照亮拍摄面板，害虫图像拍摄较为清晰。

进一步的实施例中，所述方法还包括以下步骤：

害虫清理步骤：转动拍摄面板，并利用负压清空拍摄面板上附着的害虫。该步骤用于对拍照完成后拍摄面板上的害虫进行清理，以免对下次拍照进行害虫统计时，对统计数据造成影响。因此，该步骤需要增设在计时拍照步骤之后。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于图像识别的害虫自动计数系统，其特征在于，所述计数系统包括电诱杀单元、拍摄单元、害虫清理单元、集虫网兜和识别控制终端；

所述电诱杀单元包括高压电网和诱芯，所述诱芯位于高压电网内部；

所述拍摄单元包括拍摄仓、拍摄面板和摄像头，所述拍摄仓位于高压电网下方，拍摄仓的顶端具有开口，所述拍摄面板铰接设置于拍摄仓内，所述摄像头的镜头朝向拍摄面板的中心设置；

所述害虫清理单元包括转动电机和抽风机，所述转动电机的输出轴与拍摄面板固定，所述抽风机位于拍摄面板的下方；

所述集虫网兜设置于拍摄仓的下方；

所述识别控制终端分别与摄像头、转动电机和抽风机连接。

2.根据权利要求1所述的基于图像识别的害虫自动计数系统，其特征在于，所述计数系统还包括集虫漏斗，所述集虫漏斗设置于高压电网和拍摄仓之间，集虫漏斗的较大端朝向高压电网，集虫漏斗的较小端朝向拍摄仓。

3.根据权利要求2所述的基于图像识别的害虫自动计数系统，其特征在于，所述计数系统还包括红外触发器，所述红外触发器设置于集虫漏斗与拍摄仓之间，电击杀的害虫经过红外触发器掉落至拍摄仓中，所述红外触发器与识别控制终端连接。

4.根据权利要求1所述的基于图像识别的害虫自动计数系统，其特征在于，所述拍摄仓内设置有LED照明灯，所述LED照明灯为四组且均匀分布于拍摄面板上方的拍摄仓内壁上。

5.根据权利要求1所述的基于图像识别的害虫自动计数系统，其特征在于，所述摄像头还设置有镜头盖，所述镜头盖可翻转以显露或者封闭镜头。

6.根据权利要求1所述的基于图像识别的害虫自动计数系统，其特征在于，所述计数系统还包括云平台和监测终端，所述识别控制终端与云平台连接，所述监测终端与云平台连接。

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