JP2003304788A - 害虫計数装置 - Google Patents
害虫計数装置Info
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Abstract
着シートに捕獲して対象となる害虫だけの数を計数する
装置であり、長期間の継続的な計数を可能とする。 【解決手段】 害虫は合成フェロモン11により誘引さ
れ,粘着シートAの露出面に張り付く。この状態で投光
手段(1−1,1−2)ならびに画像撮像手段2を用い
て撮像し,画像処理手段3により対象害虫を判別して計
数する。粘着シートとしてロール状に巻かれたものを用
いることで、長期間継続的に計数できる。
Description
のための農薬散布の適正化を図るために、対象害虫の発
生状況を調査するための装置であり、合成フェロモンで
誘因し、粘着板に捕獲して、画像処理手段により自動計
数することで、農薬散布時期の決定等の判断に役立てる
ことを目的とした、害虫発生調査に使用するために好適
な、計数作業の自動化が可能となる害虫計数装置に関す
るものである。
然環境等の影響への配慮から、害虫防除における農薬散
布の適正化が必要となってきている。農薬散布の適正化
のためには、害虫の発生状況を的確に判断して、適正量
散布することが求められる。そこで、害虫発生状況を調
査するため、特開平5−15285のようにフェロモン
を設置した誘引捕獲トラップを圃場に置き、害虫の数を
計数する方法が行われていた。しかし、作業者は、毎
日、または、数日間隔毎に捕獲数を数えるために圃場に
出かけ、多くなると数十〜百頭以上の害虫を数えなけれ
ばならず、単純作業であるが、非常に面倒な作業であっ
た。
00−60402等のように、フェロモンで誘引して、
通過センサや自動秤等を装置内に備えて、自動的に害虫
計数できる装置が発明されている。しかし、これらの装
置では、対象害虫と対象害虫以外の虫やごみ等を判別で
きず、また、通過センサの場合には、羽ばたき等の動き
により同じ虫を複数回計数したり、重量計数の場合に
は、軽い害虫ほど誤差が大きくなるなどによる誤計数が
あった。誤計数が多くなると発生予察が適正に行えない
などの問題が発生する。これらの課題を解決するため
に、特開2001−45945では、カメラ等を備え、
捉えた画像から管理者が計数処理を行う装置を発明して
いる。
水盤等の平板面に捕獲された虫を画像として捉え、対象
害虫を自動的に判別、計数するための装置であり、通信
装置等を用いることで遠隔から計数処理結果を確認で
き、また、累積温度値と組み合わせて発生予報として知
らせることも可能となることから、特開平7−2891
3や特開2000−60402等の発明に対して、高精
度化が図られ、また、特開2001−45945の発明
に対して、管理者の労力が低減できる。
本出願の請求項1に記載するように、農作物の害虫防除
のための農薬散布時期等を適正化するための害虫発生調
査を目的とした、害虫を合成フェロモン等により誘引し
て捕獲し、計数する装置であって、投光手段、画像撮像
手段、画像処理手段、ロール状等に巻かれた粘着剤等を
塗布した帯状の粘着シートと、該粘着シートの巻き取り
機構を装備し、前記粘着シート上の撮像領域内に捕獲し
た害虫を撮像して画像を取得し、前記画像処理手段によ
り公知の画像計数処理を施して害虫を計数し、予め設定
した、計数回数または虫捕獲数または時間経過時または
これらの組み合わせにより、粘着シートを巻き取ること
により撮像領域に新たな粘着面を出現させることで長期
間継続して計数できることを特徴とする害虫計数装置で
ある。
に、害虫を合成フェロモン等により誘引して平板等に捕
獲し画像処理手段等を用いて計数する装置であって、平
板等を撮影し、虫等と背景を分離した2値画像ならびに
濃淡画像を取得して、前記2値画像から画素の連結情報
により得られた図形の面積ならびに図形に対する前記濃
淡画像の評価値を算出し、前記面積ならびに前記評価値
を予め決定した既定値と比較することで、対象害虫と対
象害虫以外の虫を大きさと濃淡値の相違を基に判別し
て、対象害虫の計数を行うことを特徴とする害虫計数方
法である。
に、請求項2に記載の投光手段と画像撮像手段として、
赤外波長領域の光を撮像可能な画像撮像手段と赤外波長
領域を発光する光源もしくは赤外波長領域を含む光を発
光する光源を用いた投光手段を用いて濃淡画像を取得
し、請求項2に記載の2値画像から得られた図形に対す
る前記濃淡画像の評価値を算出し、既定値と比較するこ
とで、蝶類ならびに蛾類等である鱗翅目虫と鱗翅目以外
の虫とを明確に判別でき、対象害虫を高精度に計数する
ことを特徴とした請求項2に記載の害虫計数装置であ
る。
に、害虫を合成フェロモン等により誘引して平板等に捕
獲して、画像処理手段を用いて計数する装置であって、
平板等を撮像して、虫等と背景を分離した2値画像を取
得し、該2値画像から画素の連結情報を基に図形を抽出
し、該図形の面積、真円度、複雑度、等価楕円の長径、
短径比、内接円半径等の図形特徴パラメータを算出し、
算出結果と各図形特徴パラメータに対する既定値を比較
し、予め設定した判定条件により前記対象害虫による図
形を判別し、高精度に対象害虫の計数を行うことを特徴
とする害虫計数方法である。
に、害虫を合成フェロモン等により誘引して平板等に捕
獲して、画像処理装置等を用いて計数する装置におい
て、画像に変化が現れた時点等で撮像した画像から、前
回の撮像画像または処理画像との差分画像を対象に計数
処理を行うことで、新たに捕獲された虫だけを処理する
こととなり、計測処理を行う図形を減らすことができ、
処理時間が短縮できる。また、重なって捕獲された虫を
時間により分割して計数することができ、誤計数の抑制
につながることから、高精度に対象害虫の計数が行える
ことを特徴とする害虫計数方法である。
に、請求項1に記載の画像処理手段として請求項2に記
載の害虫計数方法を用いることで、長期間継続して、高
精度に捕獲、計数できることを特徴とする害虫計数装置
である。
に、請求項1に記載の投光手段ならびに画像撮像手段と
して請求項3に記載の赤外波長領域の光を撮像可能な画
像撮像手段と赤外波長領域を発光する光源もしくは赤外
波長領域を含む光を発光する光源を用いた投光手段を用
い、画像処理手段として請求項2に記載の害虫計数方法
を用いることで、長期間継続して、高精度に捕獲、計数
できることを特徴とする害虫計数装置である。
に、請求項1に記載の画像処理手段として請求項4に記
載の害虫計数方法を用いることで、長期間継続して、高
精度に捕獲、計数できることを特徴とする害虫計数装置
である。
に、請求項1に記載の画像処理手段として請求項5に記
載の害虫計数方法を用いることで、長期間継続して、高
精度に捕獲、計数できることを特徴とする害虫計数装置
である。
により行われていた害虫計数処理を画像計数により対象
害虫を判別でき、長期間、高精度に自動計数が可能とな
る。このことにより、労働負荷の低減ならびに害虫発生
予察が正確に行えることになり、農薬散布の適正化が図
られる。
装置を実施例に基づいて具体的に説明する。しかしなが
ら、説明に用いる各図はこれらの発明が理解できる程度
に概略的に示してあるにすぎない。
害虫計数装置の実施例の一構成例を示した概略図であ
る。図において、Aはロール上に巻かれた粘着シートで
あり、1−1ならびに1−2は投光手段、2は画像撮像
手段、3は画像処理手段、4は粘着シート巻き取り機
構、5は保護紙巻き取り機構、6は巻き取り機構駆動用
モーター、7はシート移動量計測用ポテンショメータ、
8は入り口用フードおよびルーバー、9は入り口用金
網、10は遮光箱、11は合成フェロモンである。本実
施例では、粘着シートに半透明シートを用いたため、1
の投光手段に2値画像を取得するためのバックライト照
明(図1の1−1)、濃淡画像を取得するための投下光
照明(図1の1−2)を装備しているが、粘着シートの
性質や処理内容によって、必要な画像が得られるための
投光手段を装備していれば良い。
要な機能が実現できればよいため、設置位置や設置方法
などを特定するものではない。例えば、合成フェロモン
の位置は、計数処理に影響を及ぼさない位置で、かつ、
害虫を誘引できればよく、ポテンショメータはシートの
移動量を計測できるものであればよい。実施例では、遮
光箱に開けられた虫入り口に対象害虫の大きさに合わせ
た金網を設置しており、対象害虫より大きな虫が入るこ
とを防いでいる。また、入り口は、フードならびにルー
バーを設置することで、空気の流れおよび遮光性能の確
保と雨等の進入を防いでいる。入り口用フードならびに
ルーバーならびに金網は、害虫の捕獲を妨げずに、外乱
光の影響や雨等の進入を排除できれば、どんなもので
も、または、なくても構わない。
入り口から入り、粘着シート上に留まった時点で粘着剤
により張り付き捕獲される。規定のタイミングで粘着シ
ート上を撮像し、取得した画像から公知の画像計数処理
によって対象害虫を計数することができる。
ると重なりが増えたり、長期間放置しておくと汚れや湿
気等により粘着性能が劣り、捕獲しづらくなるため、誤
計測の要因になる。このため、適時に粘着シートの撮像
領域に新たな粘着面を出現させる必要がある。そこで、
巻き取り機構により粘着シートを巻き取ることにより、
捕獲数が増えすぎて虫が重なり合うことが減り、粘着性
能の劣化を防げるため、計数処理を長期間継続して行え
るようになる。粘着シートの巻き取り間隔は、虫の張り
付き密度や計測時間等により適切に行えばよいため、規
定計数回数毎または虫の規定捕獲数(面積率)毎または
規定時間経過毎または、これらの組み合わせにより決定
すればよい。本実施例では、虫の面積率がおおよそ30
%以上か2日毎の規定時間経過後に粘着シートを巻き取
る。これにより、計測範囲が12cmであるため、15
mの粘着シートで125回計測できることになりため、
約1シーズン粘着シートを取り替えずに継続使用可能と
なる。また、本実施例で用いた粘着シートは、粘着面が
紙で保護されており、計測箇所の直前で保護紙を剥がす
ことにより、長期間粘着性能を保てる。しかし、機能が
実現でき、粘着性能が長期間保てる場合には、保護紙な
らびに保護紙巻き取り機構は不要である。
として説明を行う。コナガの発生調査を行う場合に、コ
ナガと共にコナガ以外の蛾、ハエ、蜂、蚊、甲虫類等が
捕獲される場合が多い。合成フェロモンと粘着シートを
圃場に設置した一例として、コナガが6頭、ハエが3
頭、その他の虫等が数頭、粘着シート上に張り付いてい
る状態の粘着シートを撮像した画像を図2、図3に示
す。図2は、バックライト照明で照射して得られた2値
画像であり、図3は、投下光照明を照射して撮像した濃
淡画像である。
取得した2値画像から画素の連結情報を求めて、画素の
塊である図形を抽出した図形抽出画像を得る。この図形
抽出画像で得られた図形に対して、面積を求め、面積が
既定値以上または以下の図形を削除する。本実施例で
は、面積は75画素〜600画素以内の図形以外を削除
した。さらに、対象害虫を濃淡値の相違から判別するた
めに、図形抽出画像の図形毎に対する図3に示すような
前記濃淡画像の画素の濃度値による評価値を求め、既定
値と比較して、既定値以上、または、以下の図形を削除
することで対象害虫図形画像を求めることが出来る。本
実施例では、前記評価値として濃淡値の平均を求めてお
り、150以上、かつ、200以下の場合、対象害虫と
した。
るため、濃淡画像が安定的に求められる場合、濃淡画像
から対象害虫濃淡値を抽出するように設定したルックア
ップテーブルを用意し、ルックアップテーブル変換によ
り2値画像を得て、該2値画像と前記図形抽出画像に対
して反転処理を施した画像との差分を求め、残された画
素(正の値の画素)による図形から既定値以下の面積を
有する図形を削除することで対象害虫図形画像を得ても
よい。この対象害虫図形画像をラベリング処理等により
図形の数を数えることで対象害虫を計数できる。
ているが、バックライト照明により画像が得られない場
合や背景と虫との分離が容易である場合等では、投下光
照明を照射して画像を取得し、閾値処理により2値画像
を取得してもかまわない。図4は、本実施例により求め
た対象害虫図形画像であり、ラベリング処理を行うこと
により、容易に対象害虫の数が計数できることがわか
る。本実施例で行った面積、濃淡値等の既定値は、照
明、カメラレンズ等の撮像条件により変わるため、装置
毎に予備試験等を行い、決定する必要がある。
撮像手段として、ピーク波長が945nmの赤外LED
照明を照射し、945nmの光に感度を有するカメラ
で、図2と同じ対象を撮像した濃淡画像を図5に示す。
図3と比較すると、鱗翅目虫が白く写ることがわかる。
このため、請求項2について説明した処理において、濃
淡画像を赤外LED照明で撮像した画像を用いること
で、鱗翅目虫とそれ以外の虫での濃淡値の相違が大きく
なり、明確に判別可能となる。本実施例では、対象害虫
であるコナガは鱗翅目であるため、図2から求めた前記
図形抽出画像の各図形に対応する図5の濃淡画像の濃度
値から求めた計算値の差が明確になり、判別確度が向上
する。
得られた2値画像から、図形を求め、図形の特徴パラメ
ータとして、面積、真円度、複雑度、等価楕円の長径、
短径比、内接円半径等の図形特徴パラメータを算出し、
算出結果と各図形特徴パラメータに対する既定値を比較
し、予め設定した判定条件により、図形から対象害虫を
判別することができ、判別した対象害虫図形から数を計
数できる。本実施例では、それぞれの図形特徴パラメー
タの既定値ならびに判定条件として、面積が600以
上、真円度が0.4以上、複雑度が1.7以下、内接円
半径が3.8〜4.9の図形は、対象害虫から外し、残
った図形から、面積が75画素〜300画素の場合、複
雑度は1.2〜2.0、かつ、等価楕円の短径、長径比
は2.5以下を羽を閉じた状態のコナガとし、また、面
積が200画素〜600画素の場合は、複雑度が1.5
〜2.5を羽を広げた状態のコナガとして識別する。こ
のように、害虫が捕獲されたときの状態により、パラメ
ータの既定値ならびに組み合わせが異なるため、複数の
判定条件を組み合わせて対象害虫を識別する。図6は、
第四発明による実施例の結果の一例を示す図である。図
6−aは、2値画像であり、図6−bは、処理結果であ
る。明るい色で示した図形が、本手法を用いて対象害虫
と識別した図形であり、ラベリング処理等により図形数
を計数でき、その結果、実際の害虫捕獲数と一致するこ
とが確認できた。このとき、設定した既定値は、撮像系
のパラメータにより異なるため、撮像系毎に既定値を予
め算出しておく必要があり、また、対象害虫が異なると
別の図形特徴パラメータを付加したり、組み合わせを変
更する必要がる。
装置等により計数処理を行う場合、画像に変化が現れた
時点等で、画像を取り込み、背景と虫等との分離した2
値画像を取得する。該新たに取得した2値画像と前回取
得しておいた2値画像との差分画像を求め、該差分画像
に対して、孤立点除去等のノイズ除去処理を施した画
像、または、ラベリング処理を行い、設定値以上の面積
を有する図形のみに対して計数処理を施すことで、新た
に捕獲した虫だけを対象とした2値画像を得ることがで
きる。このとき、前回までに処理した図形画素を記憶し
ておき、新たに取得した2値画像から、前記の図形画素
領域を除外した2値画像を求めても同様の結果が得られ
る。ここで、必要で在れば、求めた2値画像の図形以外
を背景として濃淡画像を得ることができる。これらの処
理により得られた画像からの計数処理は、画像を用いた
公知の対象害虫計数処理により行うことが可能である。
本発明により、撮影毎に全図形を対象に識別、計数処理
を行うことに比べて、処理時間が短縮され、また、重な
った虫を時間により分割して計数することができ、誤計
数の抑制につながるため、高精度な対象害虫の計数が行
える。
に記載する画像処理手段に請求項2に記載の害虫計数装
置を用いることで、長期間継続して、高精度な対象害虫
の計数が行える
に記載の投光手段ならびに画像撮像手段として請求項3
に記載の赤外波長領域の光を撮像可能な画像撮像手段と
赤外波長領域を発光する光源もしくは赤外波長領域を含
む光を発光する光源を用いた投光手段を用いることで、
長期間継続して、高精度な対象害虫の計数が行える。
に記載する画像処理手段に請求項4に記載の害虫計数装
置を用いることで、長期間継続して、高精度な対象害虫
の計数が行える
に記載する画像処理手段に請求項5に記載の害虫計数装
置を用いることで、長期間継続して、高精度な対象害虫
の計数が行える
は、通過センサ等で行っていた自動害虫計数装置に対し
て、害虫を識別することで高機能化が実現でき、また、
ロール状の粘着シートを用いることで長期間継続して捕
獲・計数できることから、従来人間が行っていた、害虫
の計数処理の自動化を促進させることが可能となる。こ
れにより、農薬散布の適正化が可能となり、農作物の低
農薬化が実現でき、自然環境等への影響も少なくでき
る。
例を示す図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 害虫を合成フェロモン等により誘引して
捕獲し、計数する装置であって、投光手段、画像撮像手
段、画像処理手段、捕獲手段としてロール状に巻かれた
粘着剤等を塗布した帯状の粘着シートと、該粘着シート
の巻き取り機構を装備し、前記粘着シート上に捕獲した
害虫を撮像して画像を取得し、前記画像処理手段により
公知の画像計数処理を施して害虫を計数し、予め設定し
た計数回数または虫捕獲数または規定時間経過時または
これらの組み合わせにより、粘着シートを巻き取り新た
な粘着面を出現させることを特徴とする害虫計数装置。 - 【請求項2】 害虫を合成フェロモン等により誘引して
平板等に捕獲し、画像処理手段等を用いて計数する装置
において、害虫を捕獲した平板等を撮像し、虫等と背景
を分離した2値画像ならびに濃淡画像を取得して、前記
2値画像から画素の連結情報により得られた図形の面積
ならびに図形に対する前記濃淡画像の評価値を算出し、
前記面積ならびに前記評価値を予め決定した既定値とを
比較して、既定値以上または以下の図形を削除すること
により、対象害虫と対象害虫以外の虫を判別して、対象
害虫の計数を行うことを特徴とする害虫計数方法。 - 【請求項3】 請求項2に記載の濃淡画像を取得するに
あたり、赤外波長領域の光を撮像可能な画像撮像手段と
赤外波長領域を発光する光源もしくは赤外波長領域を含
む光を発光する光源を用いた投光手段を用いて取得する
ことにより、請求項2に記載の2値画像から得られた図
形に対する前記濃淡画像の評価値を算出し、既定値と比
較することで、赤外光で光る鱗翅目虫と鱗翅目以外の虫
を判別し、対象害虫を計数することを特徴とした請求項
2に記載の害虫計数方法。 - 【請求項4】 害虫を合成フェロモン等により誘引して
平板等に捕獲し、画像処理手段等を用いて計数する装置
において、害虫を捕獲した平板等を撮像し、虫等と背景
を分離した2値画像を取得し、該2値画像から画素の連
結情報を基に図形を抽出し、当該図形の面積、真円度、
複雑度、等価楕円の長径、短径比、内接円半径等の図形
特徴パラメータを算出し、算出結果と各図形特徴パラメ
ータに対する既定値を比較し、予め設定した判定条件に
より前記対象害虫による図形を判別し、対象害虫の計数
を行うことを特徴とする害虫計数方法。 - 【請求項5】 害虫を合成フェロモン等により誘引して
平板等に捕獲し、画像処理手段等を用いて計数する装置
において、計数処理を行うにあたり、撮像画像と前回の
撮像画像または処理画像との差分画像を用い、新たに捕
獲した虫だけに対して計数処理を行い、前回の計数結果
と組み合わせることで、処理時間の短縮および重なり合
った害虫等に対して計数が行えることを特徴とする害虫
計数方法。 - 【請求項6】 請求項1に記載の画像処理手段として請
求項2に記載の害虫計数方法を用いることを特徴とする
害虫計数装置。 - 【請求項7】 請求項1に記載の投光手段ならびに画像
撮像手段として請求項3に記載の赤外波長領域の光を撮
像可能な画像撮像手段と赤外波長領域を発光する光源も
しくは赤外波長領域を含む光を発光する光源を用いた投
光手段を用い、画像処理手段として、請求項2に記載の
害虫計数方法を用いることを特徴とする害虫計数装置。 - 【請求項8】 請求項1に記載の画像処理手段として請
求項4に記載の害虫計数方法を用いることを特徴とする
害虫計数装置。 - 【請求項9】 請求項1に記載の画像処理手段として請
求項5に記載の害虫計数方法を用いることを特徴とする
害虫計数装置。
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JP2002151586A JP3796526B2 (ja) | 2002-04-17 | 2002-04-17 | 害虫計数装置 |
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