JP2021170977A - 虫検出装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】検出精度の低下を防止することができる虫検出装置を提供する。【解決手段】虫検出装置は、複数の電極間に発生させた電界によって虫が付着する電極を撮像する撮像部により、異なるタイミングで撮像された複数の撮像画像を取得する撮像画像取得部と、取得された撮像画像からオブジェクトを検出し、複数の撮像画像間におけるオブジェクトの変化に基づいて、電極に付着した虫を検出する検出部と、を備える。撮像部は、各撮像のタイミングにおいて、電極の同じ領域を撮像する。【選択図】図2

Description

本発明は、虫検出装置に関する。
虫の中には、農作物へ被害を与え、農作物の減収や品質の低下を招く害虫がいる。このような害虫を駆除するために、農薬の散布が行われる。しかしながら、農薬を過剰に散布した場合、害虫に耐性ができることや、不必要な散布によりコストが上昇することや、生態系へ影響が生じることなどの問題が生じるおそれがある。そのため、農薬の散布は、害虫の発生状況に応じて行われることが好ましい。
害虫の発生状況を確認するため、例えば、特許文献1には、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などを塗布した帯状の粘着シート、粘着シートの巻き取り機構などを装備した害虫計数装置が開示されている。この害虫計数装置は、粘着シートに付着した害虫を撮像して画像を取得し、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ている。
特開2003−304788号公報
ところで、上述した害虫計数装置は、屋外に設置されることから、砂や埃などが装置内部に入り込んで、粘着シートが汚れたり、傷がついたりすることがある。粘着シートに汚れや傷が発生した場合、汚れや傷が害虫として計数されてしまい、害虫の検出精度を低下させるおそれがあった。
本発明の目的は、検出精度の低下を防止することができる虫検出装置を提供することにある。
本発明に係る虫検出装置は、
複数の電極間に発生させた電界によって虫が付着する前記電極を撮像する撮像部により、異なるタイミングで撮像された複数の撮像画像を取得する撮像画像取得部と、
取得された前記撮像画像からオブジェクトを検出し、複数の前記撮像画像間における前記オブジェクトの変化に基づいて、前記電極に付着した虫を検出する検出部と、
を備える。
本発明によれば、検出精度の低下を防止することができる。
本発明の実施の形態に係る虫検出装置の使用状態の一例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る虫検出装置の一例を概略的に示す図である。 図2に示した虫検出装置の制御部の一例を示すブロック図である。 図2に示した虫検出装置における検出方法を説明するフローチャートである。 虫と汚れ又は傷との判別の一例を示す図である。 虫と汚れ又は傷との判別の他の一例を示す図である。 図2に示した虫検出装置における検出方法の変形例(変形例1)を説明するフローチャートである。 虫と汚れ又は傷との判別の他の一例を示す図である。 図2に示した虫検出装置の制御部の変形例(変形例3)を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る虫検出装置の変形例(変形例4)を概略的に示す図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に係る害虫検出装置(虫検出装置)100Aの使用状態の一例を示す斜視図である。図2は、本実施の形態に係る害虫検出装置100Aの一例を概略的に示す図である。なお、ここでは、検出対象の虫として害虫を例示するが、本発明は、害虫に限らず、益虫などの虫を検出対象としてもよい。
害虫検出装置100Aは、吊り木1にワイヤー2で吊り下げられた状態で使用される。害虫検出装置100Aは、収容部110、第1電極121、第2電極122、撮像部130、照明部140、清掃部150(除去部)などを備える。また、害虫検出装置100Aは、後述の図3に示すように、モーター123、電圧印加部124(電界発生部)、制御部200(撮像画像取得部)などを備える。
収容部110は、底壁部111a、周壁部111b〜111e及び天井壁部111fを有する。収容部110の内部は、これらの壁部111a〜111fによって、外部から閉じられた空間になっている。天井壁部111fには屋根112が載せられている。
害虫検出装置100Aの収容部110には、入口部113が形成されている。具体的には、収容部110を構成する1つの周壁部111bの上部に入口部113が形成されている。入口部113は、収容部110の内部と外部とを連通している。
第1電極121と第2電極122とは対向して配置され、収容部110の内部に設けられている。
第1電極121は、回転体となる円筒形状の電極であり、例えば、直径30mmである。第1電極121は、回転可能に支持されており、モーター123(後述の図3を参照)により回転する。第1電極121は、図2に示すように、反時計回りの回転方向Rに予め定められた回転速度で回転する。例えば、第1電極121の回転速度は1.5mm/sである。
第2電極122は、図2において、第1電極121の下方向かつ左方向に、第1電極121に対向して配置されている。第1電極121と第2電極122との間の隙間には、害虫3の誘引エリアAが形成されている。第2電極122は、例えば、直径30mmの円筒を縦に四半分にした四半分円筒形の電極である。
図2において、第1電極121の最上部を12時の位置とすると、入口部113は、第1電極121に対しておよそ10時の方向に設けられ、誘引エリアAは、第1電極121に対しておよそ6時の方向からおよそ9時の方向までの範囲に設けられる。
また、図2において、誘引エリアAにおける回転方向Rの上流側端(第1電極121に対しておよそ9時の方向)は、隙間G1(第1電極121の径方向の長さ)の開口としている。この隙間G1の開口は、収容部110の周壁部111bの上部(第1電極121に対しておよそ10時の方向)に設けられた入口部113に通じている。これにより、入口部113から誘引エリアAへ害虫3を誘引し易くしている。
また、誘引エリアAにおける回転方向Rの下流側端(第1電極121に対しておよそ6時の方向)は、隙間G2(第1電極121の径方向の長さ)の開口としている。この隙間G2は、回転方向Rの上流側の隙間G1よりも狭い。隙間G2を狭くすることで、誘引エリアA内の害虫3と第1電極121及び第2電極122との間の距離は短くなる。第1電極121及び第2電極122が誘引エリアA内の害虫3を吸引する引力は、害虫3と第1電極121及び第2電極122との間の距離の2乗に反比例する。これにより、害虫3と第1電極121及び第2電極122との間の距離が短くなるに応じて、第1電極121及び第2電極122が害虫3を吸引する引力は強まる。その結果、隙間G1の開口側より隙間G2の開口側の第1電極121及び第2電極122において、害虫3をより付着し易くできる。
第1電極121と第2電極122との間には、電圧印加部124(後述の図3を参照)により、電圧が印加される。これにより、第1電極121及び第2電極122の一方が陽極となり、第1電極121及び第2電極122の他方が陰極となって、第1電極121と第2電極122との間の誘引エリアAに電界が発生する。
電界が発生した誘引エリアA内の害虫3は分極する。分極した害虫3は、静電気力によって、第1電極121及び第2電極122のそれぞれに吸引される。なお、上述したように、害虫3と第1電極121及び第2電極122との間の距離が短くなるに応じて、第1電極121及び第2電極122が害虫3を吸引する引力は強まる。これにより、害虫3は、遠い方の電極よりも近い方の電極に付着し易くなる。本実施の形態では、電圧印加部124は、第1電極121を接地し、第2電極122に直流電圧20kVを印加する。この場合、入口部113から収容部110内に進入した害虫3は、主に、第1電極121に付着する。
撮像部130は、第1電極121の回転方向Rにおいて、第2電極122の下流側に配置される。撮像部130は、第1電極121の表面の画像を撮像する。撮像部130は、例えば、赤外波長領域の光を撮像する。撮像部130は、例えば、ラインCCDセンサーであって、レンズなどの光学系と、CCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子とを有する。光学系は、被写体(第1電極121の表面)からの光線を撮像素子の受光平面に結像する。撮像素子は、受光平面における光による明暗を電荷量に光電変換する。撮像素子から出力された画像信号は、公知の補正及び変換が施されて、制御部200内の記憶部230に付帯情報(撮影時刻)と関連付けられて記憶される。
撮像部130は、第1電極121の回転に応じて、第1電極121の表面の画像を撮像する。例えば、撮像部130は、第1電極121の1回転につき、予め定められた枚数の画像を撮像する。第1電極121の1回転につき撮像される画像の枚数は、例えば、第1電極121の周長(回転方向の長さ)及び撮像部130の撮像範囲などに基づいて定められる。なお、ここでは、撮像部130がどのような枚数で撮像しても、第1電極121の1周分の撮像範囲が1つの撮像画像となるようにしている。
照明部140は、第1電極121の表面に光を照射する。照明部140は、例えば、赤外波長領域を含む光を照射するLED(Light Emitting Diode)ライトを有する。照明部140が光照射する方向の撮像部130の撮像方向に対する角度は、例えば、45度である。
清掃部150は、第1電極121の表面に付着した害虫3を除去する。清掃部150は、図2に示すように、第1電極121の回転方向Rにおいて、撮像部130の下流側(第1電極121に対しておよそ5時の方向)に配置されている。つまり、撮像部130は、回転する第1電極121の表面を撮像し、清掃部150は、撮像後のタイミングにおいて、回転する第1電極121の表面を清掃する。清掃部150は、クリーニングブレード151(清掃部材)、清掃ケース152、搬送スクリュー153、回収部(不図示)、アクチュエーター(不図示)などを有している。
クリーニングブレード151は、清掃ケース152の開口部の側縁に沿うように配置されている。クリーニングブレード151は、第1電極121の表面に当接して、第1電極121の表面から害虫3を除去する。
清掃ケース152は、U字状の横断面形状を有し、第1電極121の回転軸の軸方向(以降、回転軸方向)に延在している。清掃ケース152は、第1電極121の表面に向かって開かれた開口部を有している。また、清掃ケース152は、側壁部および底壁部を有している。側壁部および底壁部により、害虫3を収容する収容部が形成される。
搬送スクリュー153は、清掃ケース152の収容部に配置される。搬送スクリュー153は、その回転軸回りに回転可能に構成される。搬送スクリュー153の回転軸は、第1電極121の回転軸と平行な方向(回転軸方向)に延在している。搬送スクリュー153の回転軸方向一端側には、回収部が配置されている。搬送スクリュー153は、回転することにより、害虫3を回収部に移送する。
アクチュエーターは、搬送スクリュー153を回転させる。アクチュエーターには、モーターなどの公知の手段が用いられる。アクチュエーターは、搬送スクリュー153を連続的に所定速度で回転させる。なお、アクチュエーターは、搬送スクリュー153を間欠的に回転させてもよい。また、アクチュエーターは、対象害虫の計数値(後述する)に基づいて、回転させてもよい。
図3は、図2に示した害虫検出装置100Aの制御部200の一例を示すブロック図である。制御部200は、画像処理部210、計数部220(検出部)、記憶部230などを有している。制御部200には、モーター123、電圧印加部124、撮像部130、照明部140、清掃部150などが接続されて、制御される。
制御部200は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを備える。CPUは、ROMから処理内容に応じたプログラムを読み出してRAMに展開し、展開したプログラムと協働して害虫検出装置100Aの各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部230に格納されている各種データが参照される。記憶部230は、例えば、不揮発性の半導体メモリ(いわゆるフラッシュメモリ)やハードディスクドライブで構成される。
制御部200は、第1電極121が所定速度で回転するように、モーター123を制御する。また、制御部200は、第1電極121と第2電極122との間に所定の直流電圧が印加されるように電圧印加部124を制御する。また、制御部200は、第1電極121の表面の画像が第1電極121の回転に応じて撮像されるように撮像部130を制御する。また、制御部200は、光(ここでは、赤外波長領域を含む光)が撮像部130の撮像に応じて第1電極121の表面に照射されるように照明部140を制御する。また、制御部200は、搬送スクリュー153が所定速度で回転するように、アクチュエーターを制御する。
画像処理部210は、記憶部230から読み出した撮像画像(多値画像)に、例えば、2値画像を生成する2値化処理などの公知の画像処理を行う。これにより、オブジェクトと背景とが分離された2値画像が得られる。
計数部220は、例えば、2値画像から画素の連続情報により得られたオブジェクトの面積並びにオブジェクトに対する濃淡画像の評価値を算出する。そして、計数部220は、オブジェクトの面積や評価値を予め定められた規定値と比較して、規定値未満、規定値を超えるオブジェクトを削除することで、計数対象の害虫(対象害虫)とそれ以外とを判別して、判別した対象害虫を計数する。このようにして、計数部220は、撮像画像に基づいて、対象害虫を計数する。このとき、計数部220は、例えば、オブジェクトの面積や評価値を用いて、種類毎に対象害虫を計数してもよい。
計数部220は、所定の計数時間における対象害虫の計数値を合算する。これにより、所定の計数時間内に計数された対象害虫の総数をユーザーに知らせることが可能となる。また、計数部220は、単位時間毎に対象害虫の計数値の変化量を計算する。これにより、対象害虫の計数値の時間的な変化をユーザーに知らせることが可能となる。このように、計数部220は、撮像部130の撮像結果に基づいて、第1電極121に付着した対象害虫を検出し、その計数を行う。
記憶部230は、後述の図4でも説明するように、撮像部130が第1電極121の1周分を撮像する度に、撮像部130で撮像した撮像画像を記憶する。また、記憶部230は、撮像画像を画像処理部210で処理した2値画像や2値画像から計数した対象害虫の種類、計数値を記憶する。このとき、記憶部230は、これらの情報を撮影時刻と関連付けて記憶する。
上述した構成を有する害虫検出装置100Aにおいては、粘着シートを使用せずに、第1電極121に付着し得る対象害虫の付着状況(発生状況)を判別することが可能となる。そのため、粘着シートを用いた害虫計数装置と比較して、判別の誤検出を長期に渡って抑制することができる。
ところで、特許文献1に開示された害虫計数装置は、屋外に設置されることから、砂や埃などが装置内部に入り込んで、粘着シートが汚れたり、傷がついたりすることがある。粘着シートに汚れや傷が発生した場合、汚れや傷が害虫として計数されてしまい、害虫の検出精度を低下させるおそれがあった。これは、上記の害虫検出装置100Aでも起こりうる。
そこで、本実施の形態の害虫検出装置100Aは、第1電極121、第2電極122間に発生させた電界によって害虫3が付着する第1電極121を撮像する撮像部130により、異なるタイミングで撮像された複数の撮像画像を取得する制御部200を備える。また、本実施の形態の害虫検出装置100Aは、取得された撮像画像からオブジェクトを検出し、複数の撮像画像間におけるオブジェクトの変化に基づいて、第1電極121に付着した害虫3を検出する制御部200(計数部220)を備える。
上記制御部200を備える害虫検出装置100Aにおいて、害虫3と汚れ又は傷とを判別して、害虫3を検出する検出方法について、図4を参照して説明する。図4は、図2に示した害虫検出装置100Aにおける検出方法を説明するフローチャートである。
(ステップS11)
制御部200は、画像番号i=0とする。画像番号iは、異なるタイミングの撮像画像Pに付される番号であり、下記に説明するように、1周分の撮像が終わるたびに、画像番号iは、1つずつ増加する。
(ステップS12)
制御部200は、画像番号i=i+1とする。
(ステップS13)
制御部200は、撮像部130に第1電極121を撮像させる。撮像部130が第1電極121を撮像しているとき、第1電極121は、モーター123に駆動されて、所定の回転速度で回転している。
なお、図2で説明したように、撮像部130は、回転する第1電極121を撮像しているが、第1電極121の撮像後において、清掃部150は、第1電極121に付着した害虫3をクリーニングブレード151で除去している。
(ステップS14)
制御部200は、第1電極121の1周分の撮像が終了したかどうかを確認し、終了した場合(YES)、ステップS15へ進み、終了していない場合(NO)、ステップS13へ戻る。つまり、撮像部130が第1電極121の1周分の範囲を撮像するまで、ステップS13、S14を繰り返す。このステップS13、S14では、撮像部130が、回転する第1電極121の1周分の範囲を撮像することで、各撮像のタイミングにおいて、第1電極121の同じ領域を繰り返し撮像することになる。
(ステップS15)
制御部200は、記憶部230に1周分の撮像画像P(i)を記憶させる。このように、本実施の形態において、記憶部230は、撮像部130が撮像した撮像画像P(i)、つまり、画像処理前の情報(画像情報)を記憶する。
(ステップS16)
制御部200は、i=1又はi=2であるかどうかを確認し、i=1又はi=2である場合(YES)、ステップS12へ戻り、i=1又はi=2でない場合(NO)、ステップS17へ進む。つまり、撮像部130による第1電極121の撮像が1番目又は2番目である場合(YES)、ステップS12へ戻り、その撮像が3番目以降である場合(NO)、ステップS17へ進む。ステップS17において、3つの撮像画像P(i−2)、P(i−1)及びP(i)を比較する必要があるため、このステップS16では、記憶部230に3つ以上の撮像画像P(1)、P(2)及びP(3)が記憶されるまで、ステップS12〜S16を繰り返す。
(ステップS17)
制御部200は、画像処理部210において、2値化処理を行った後、計数部220において、連続するタイミングで順次撮像された3つの撮像画像P(i−2)、P(i−1)及びP(i)を比較する。
(ステップS18)
制御部200(計数部220)は、比較した3つの撮像画像P(i−2)、P(i−1)及びP(i)が同じ場合(YES)、ステップS20へ進み、これらが同じでない場合(NO)、ステップS19へ進む。ここでは、3つの撮像画像P(i−2)、P(i−1)及びP(i)間の画像情報に基づいて、これらが同じかどうかを判断する。
(ステップS19)
制御部200(計数部220)は、3つの撮像画像P(i−2)、P(i−1)及びP(i)間の画像情報の変化に基づいて、オブジェクトの変化を検出する。そして、3つの撮像画像P(i−2)、P(i−1)及びP(i)において、撮像画像P(i−2)で出現せず、撮像画像P(i−1)で出現したオブジェクトが、撮像画像P(i)で消失した場合、当該オブジェクトを害虫3と判別する。一方、連続するタイミングで撮像された複数の撮像画像、例えば、撮像画像P(i−1)及びP(i)において、継続して出現するオブジェクトがある場合、当該オブジェクトを害虫3ではないと、つまり、汚れ又は傷と判別する。
ここで、図5を参照して判別の具体例を説明する。図5は、害虫3と汚れ又は傷との判別の一例を示す図である。
害虫検出装置100Aでの害虫3の検出が開始し、図5に示すように、1番目の撮像である撮像画像P(1)において、背景(第1電極121)以外のものは何も撮像されていないものとする。例えば、第1電極121が新品の場合には、1番目の撮像画像P(1)には、害虫3、汚れ、傷は撮像されない。
2番目の撮像である撮像画像P(2)において、背景以外のものとして、オブジェクトA、B、Cが撮像されたものとする。この場合、撮像画像P(1)と撮像画像P(2)とを重ね合わせた撮像結果R(2)において、オブジェクトA、B、Cが検出される。オブジェクトA、B、Cは、撮像画像P(1)、P(2)間の差分(増分)である。この時点において、制御部200は、オブジェクトA、B、Cを害虫3の候補とはするが、確定はしない。
3番目の撮像である撮像画像P(3)において、背景以外のものとして、オブジェクトB、C、Dが撮像されたものとする。この場合、撮像画像P(2)と撮像画像P(3)とを重ね合わせた撮像結果R(3)において、オブジェクトA、B、C、Dが検出される。オブジェクトAは、撮像画像P(2)、P(3)間の差分(減分)である。オブジェクトDは、撮像画像P(2)、P(3)間の差分(増分)である。オブジェクトB、Cは、撮像画像P(2)、P(3)間において、継続して撮像された部分である。
この時点において、制御部200は、撮像画像P(1)、P(2)間の画像情報の差分(増分)として検出したオブジェクトAを、撮像画像P(3)で検出しなくなったので、オブジェクトAを害虫3と判別する。これは、害虫3であるオブジェクトAが、清掃部150で除去されるため、このような判別が可能となる。また、制御部200は、撮像画像P(2)、P(3)間において、継続して存在するオブジェクトB、Cを汚れ又は傷と判別する。これは、汚れ又は傷であるオブジェクトB、Cが、清掃部150で除去されない(除去されにくい)ため、このような判別が可能となる。なお、制御部200は、撮像画像P(3)で新たに検出されたオブジェクトDを害虫3の候補とはするが、この時点では確定はしない。制御部200は、次の撮像画像P(4)でのオブジェクトDの変化に基づいて、オブジェクトDが害虫3か汚れ又は傷かを判別する。
また、図6を参照して別の判別の具体例を説明する。図6は、害虫3と汚れ又は傷との判別の他の一例を示す図である。
害虫検出装置100Aでの害虫3の検出が開始し、図6に示すように、1番目の撮像である撮像画像P(1)において、背景以外のものは何も撮像されていないものとする。
2番目の撮像である撮像画像P(2)において、背景以外のものとして、オブジェクトA、Bが撮像されたものとする。この場合、撮像画像P(1)と撮像画像P(2)とを重ね合わせた撮像結果R(2)において、オブジェクトA、Bが検出される。オブジェクトA、Bは、撮像画像P(1)、P(2)間の差分(増分)である。この時点において、制御部200は、オブジェクトAを害虫3の候補とはするが、確定はしない。また、オブジェクトBについては、制御部200は、他の判別条件、例えば、オブジェクトBの面積などから、害虫3ではないと推測可能であるので、オブジェクトBを汚れ又は傷の候補とする。
3番目の撮像である撮像画像P(3)において、背景以外のものとして、オブジェクトBが撮像されたものとする。この場合、撮像画像P(2)と撮像画像P(3)とを重ね合わせた撮像結果R(3)において、オブジェクトA、Bが検出される。オブジェクトAは、撮像画像P(2)、P(3)間の差分(減分)である。オブジェクトBは、撮像画像P(2)、P(3)間において、継続して撮像された部分である。
この時点において、制御部200は、撮像画像P(1)と撮像画像P(2)との画像情報の差分として検出したオブジェクトAを、撮像画像P(3)で検出しなくなったので、オブジェクトAを害虫3と判別する。また、制御部200は、撮像画像P(1)及びP(2)において、継続して存在するオブジェクトBを汚れ又は傷と判別する。
以上のようにして、制御部200は、複数の撮像画像間のオブジェクトの変化に基づいて、第1電極121に付着した害虫3を検出し、計数部220を用いて、検出した虫を害虫3として計数する。
(ステップS20)
制御部200は、検出終了かどうかを確認し、検出終了の場合(YES)、以上のステップを終了し、検出終了でない場合(NO)、ステップS12へ戻る。検出を終了する場合、例えば、害虫検出装置100Aの停止スイッチをユーザーが操作することで、制御部200は検出終了と判断する。一方、検出を継続する場合は、制御部200は、上記のステップS12〜S19を繰り返す。
以上説明したように、本実施の形態の害虫検出装置100Aは、第1電極121と第2電極122との間に発生させた電界によって害虫3が付着する第1電極121を撮像する撮像部130を備える。また、害虫検出装置100Aは、撮像部130により、異なるタイミングで撮像された複数の撮像画像を取得する制御部200を備える。また、害虫検出装置100Aは、取得された撮像画像からオブジェクトを検出し、複数の撮像画像間におけるオブジェクトの変化に基づいて、第1電極121に付着した害虫3を検出する計数部220を備える。
このように構成した本実施の形態の害虫検出装置100Aによれば、連続するタイミングで撮像された複数の撮像画像において、一度検出した後に、清掃部150の清掃により除去されて検出されなくなったオブジェクトを害虫3として判別する。このように判別することにより、害虫3を確実に判別して、害虫3の検出精度の低下を防止することができる。また、継続して検出されるオブジェクトを汚れ又は傷として判別するので、害虫3として誤って判別することを防止して、害虫3の検出精度の低下を防止することができる。この結果、長期に渡って、安定して、害虫3を検出することができる。
[変形例1]
本実施の形態の変形例1について、図7を参照して説明を行う。図7は、害虫検出装置100Aにおける検出方法の変形例を説明するフローチャートである。
本変形例において、害虫検出装置100Aの構成は、上記実施の形態で説明した通りである。また、その検出方法についても、基本的には、上記実施の形態と同様であるが、図4では、画像情報を比較するのに対し、図7では、以下に説明するように、オブジェクトの位置情報を比較するようにしている。このように、オブジェクトの位置情報を比較して、害虫3と汚れ又は傷とを判別する本変形例について、以下に説明を行う。
(ステップS21〜S23)
ステップS21〜S23については、図4で説明したステップS11〜S13と同じであるので、ここでは、それらの詳細な説明は省略する。なお、ここでも、撮像部130は、回転する第1電極121を撮像しているが、第1電極121の撮像後において、清掃部150は、第1電極121に付着した害虫3をクリーニングブレード151で除去している。
(ステップS24)
制御部200は、第1電極121の1周分の撮像が終了したかどうかを確認し、終了した場合(YES)、ステップS25へ進み、終了していない場合(NO)、ステップS23へ戻る。つまり、撮像部130が第1電極121の1周分の領域を撮像するまで、ステップS23、S24を繰り返す。このステップS23、S24でも、撮像部130が、回転する第1電極121の1周分の範囲を撮像することで、各撮像のタイミングにおいて、第1電極121の同じ領域を繰り返し撮像することになる。
(ステップS25)
制御部200は、画像処理部210において、2値化処理を行った後、撮像した1周分の撮像画像P(i)からオブジェクトを検出し、検出したオブジェクトの位置情報D(i)を取得する。例えば、撮像画像P(i)において、検出したオブジェクトの中心の位置情報D(i)を取得する。
(ステップS26)
制御部200は、記憶部230に1周分の撮像画像P(i)から検出したオブジェクトの位置情報D(i)を記憶させる。このように、本変形例において、記憶部230は、撮像部130が撮像した撮像画像P(i)から検出したオブジェクトの位置情報D(i)、つまり、画像処理後の情報を記憶する。
(ステップS27)
制御部200は、i=1又はi=2であるかどうかを確認し、i=1又はi=2である場合(YES)、ステップS22へ戻り、i=1又はi=2でない場合(NO)、ステップS28へ進む。つまり、撮像部130による第1電極121の撮像が1番目又は2番目である場合(YES)、ステップS22へ戻り、その撮像が3番目以降である場合(NO)、ステップS28へ進む。ステップS28において、3つの位置情報D(i−2)、D(i−1)及びD(i)を比較する必要があるため、このステップS16では、記憶部230に3つ以上の位置情報D(1)、D(2)及びD(3)が記憶されるまで、ステップS22〜S16を繰り返す。
(ステップS28)
制御部200(計数部220)は、連続するタイミングで順次撮像された3つの撮像画像P(i−2)、P(i−1)及びP(i)の位置情報D(i−2)、D(i−1)及びD(i)を比較する。
(ステップS29)
制御部200(計数部220)は、比較した3つの位置情報D(i−2)、D(i−1)及びD(i)が同じ場合(YES)、ステップS31へ進み、これらが同じでない場合(NO)、ステップS30へ進む。ここでは、3つの撮像画像P(i−2)、P(i−1)及びP(i)におけるオブジェクトの位置情報D(i−2)、D(i−1)及びD(i)に基づいて、これらが同じかどうかを判断する。
(ステップS30)
制御部200(計数部220)は、3つの撮像画像P(i−2)、P(i−1)及びP(i)間におけるオブジェクトの位置情報D(i−2)、D(i−1)及びD(i)の変化に基づいて、オブジェクトの変化を検出する。そして、3つの位置情報D(i−2)、D(i−1)及びD(i)において、撮像画像P(i−2)で出現せず、撮像画像P(i−1)で出現した位置情報が、撮像画像P(i)で消失した場合、当該位置情報のオブジェクトを害虫3と判別する。一方、連続するタイミングで撮像された複数の撮像画像、例えば、撮像画像P(i−1)及びP(i)において、継続して存在する位置情報がある場合、当該位置情報のオブジェクトを害虫3ではないと、つまり、汚れ又は傷と判別する。
ここで、図8を参照して判別の具体例を説明する。図8は、害虫3と汚れ又は傷との判別の一例を示す図である。
害虫検出装置100Aでの害虫3の検出が開始し、図8に示すように、1番目の撮像である撮像画像P(1)において、背景(第1電極121)以外のものは何も撮像されていないものとする。例えば、第1電極121が新品の場合には、1番目の撮像画像P(1)には、害虫3、汚れ、傷は撮像されない。
2番目の撮像である撮像画像P(2)において、背景以外のものとして、オブジェクトA、B、Cが撮像されたものとする。この場合、撮像画像P(2)の位置情報D(2)として、オブジェクトA、B、Cの位置情報が検出される。そして、撮像画像P(1)、P(2)間の位置情報の変化を示す位置情報結果R(2)において、オブジェクトA、B、Cの位置情報は、差分(増分)の位置情報となる。この時点において、制御部200は、オブジェクトA、B、Cを害虫3の候補とはするが、確定はしない。
3番目の撮像である撮像画像P(3)において、背景以外のものとして、オブジェクトB、C、Dが撮像されたものとする。この場合、撮像画像P(3)の位置情報D(3)として、オブジェクトB、C、Dの位置情報が検出される。そして、撮像画像P(2)、P(3)間の位置情報の変化を示す位置情報結果R(3)において、オブジェクトAの位置情報は、差分(減分)の位置情報となる。また、オブジェクトDの位置情報は、差分(増分)の位置情報となる。また、オブジェクトB、Cの位置情報は、継続して存在する位置情報となる。
この時点において、制御部200は、撮像画像P(1)と撮像画像P(2)との位置情報の差分(増分)として検出したオブジェクトAの位置情報が、撮像画像P(3)で消失したので、当該位置情報のオブジェクトAを害虫3と判別する。これは、害虫3であるオブジェクトAが、清掃部150で除去されて、その位置情報も消失するため、このような判別が可能となる。また、制御部200は、撮像画像P(2)及びP(3)において、継続して存在する位置情報のオブジェクトB、Cを汚れ又は傷と判別する。これは、汚れ又は傷であるオブジェクトB、Cが、清掃部150で除去されず(除去されにくく)、その位置情報も存続するため、このような判別が可能となる。なお、制御部200は、撮像画像P(3)で新たに検出された位置情報のオブジェクトDを害虫3の候補とはするが、この時点では確定はしない。制御部200は、次の撮像画像P(4)でのオブジェクトDの位置情報の変化に基づいて、オブジェクトDが害虫3か汚れ又は傷かを判別する。
以上のようにして、制御部200は、複数の撮像画像間のオブジェクトの位置情報の変化に基づいて、第1電極121に付着した害虫3を検出し、計数部220を用いて、検出した虫を害虫3として計数する。
(ステップS31)
制御部200は、検出終了かどうかを確認し、検出終了の場合(YES)、以上のステップを終了し、検出終了でない場合(NO)、ステップS22へ戻る。検出を終了する場合、例えば、害虫検出装置100Aの停止スイッチをユーザーが操作することで、制御部200は検出終了と判断する。一方、検出を継続する場合は、制御部200は、上記のステップS22〜S30を繰り返す。
以上説明したように、本変形例の害虫検出装置100Aは、撮像部130により異なるタイミングで撮像された複数の撮像画像間のオブジェクトの位置情報の変化に基づいて、第1電極121に付着した害虫3を検出して計数する計数部220を備える。
このように構成した本変形例の害虫検出装置100Aによれば、一度検出した後に、清掃部150の清掃により除去されて検出されなくなった位置情報のオブジェクトを害虫3として判別するので、害虫3の検出精度の低下を防止することができる。また、継続して検出される位置情報のオブジェクトを汚れ又は傷として判別するので、害虫3として誤って判別することを防止して、害虫3の検出精度の低下を防止することができる。この結果、長期に渡って、安定して、害虫3を検出することができる。また、本変形例の害虫検出装置100Aでは、位置情報を記憶部230に記憶するので、記憶する情報量が少なく、その演算処理を速くすることができる。
[変形例2]
本実施の形態の変形例2について、図3を参照して説明を行う。
本変形例において、害虫検出装置100Aの構成は、上記実施の形態で説明した通りであるが、本変形例の害虫検出装置100Aは、更に、通知部170を備える。この通知部170は、制御部200に接続されて、制御される。
通知部170は、ユーザーへの警告を通知するものである。例えば、第1電極121の交換が必要な場合、その旨を音声や表示などで通知することにより、通知部170はユーザーへの警告を行う。この場合、制御部200は、第1電極121の交換を、予め規定した閾値に基づいて判断する。
例えば、上記実施の形態の場合、制御部200は、複数の撮像画像において、継続して出現するオブジェクトがある場合、当該オブジェクトを、害虫3ではなく、汚れ又は傷と判別する。このような場合において、通知部170は、継続して出現するオブジェクトの面積が閾値より多い場合、警告を通知する。例えば、1周分の第1電極121の撮像範囲の面積に対し、汚れ又は傷と判別された部分の面積が、例えば、30%以上となった場合に上記の警告を通知する。
また、例えば、上記変形例1の場合、制御部200は、複数の撮像画像において、継続して存在する位置情報がある場合、当該位置情報のオブジェクトを、害虫3ではなく、汚れ又は傷と判別する。このような場合において、通知部170は、継続して存在する位置情報の数が閾値より多い場合、警告を通知する。例えば、汚れ又は傷と判別された位置情報の数が、上述した30%の面積相当の数となった場合に上記の警告を通知する。
以上説明したように、本変形例の害虫検出装置100Aは、汚れ又は傷と判別された部分の面積が閾値より多い場合、又は、汚れ又は傷と判別された位置情報の数が閾値より多い場合、警告を通知する通知部170を備える。
このように構成した本変形例の害虫検出装置100Aによれば、第1電極121において、閾値を超える面積が汚れ又は傷で覆われた場合には、通知部170が第1電極121を交換する旨の警告を通知する。そのため、第1電極121を適切なタイミングで交換することができ、長期に渡って、安定して、害虫3を検出することができる。
[変形例3]
本実施の形態の変形例3について、図9を参照して説明を行う。図9は、害虫検出装置100Aの制御部の変形例を示すブロック図である。なお、図9においては、上記実施の形態で説明した害虫検出装置100Aと同等の構成には同じ符号を付し、以下においては、重複する説明は省略する。
本変形例において、害虫検出装置100Aの構成は、上記実施の形態で説明した通りであるが、本変形例は、害虫検出装置100Aから独立して遠隔地に配置された遠隔制御装置300を備える点が、上記実施の形態とは相違する。
遠隔制御装置300は、制御部200(撮像画像取得部)、通信部240などを有する。通信部240は、制御部200と接続されており、送信部241と、受信部242とを有する。送信部241は、制御部200からの制御情報を通信部250へ無線通信で送信する。また、受信部242は、無線通信により、モーター123、電圧印加部124、撮像部130、照明部140、清掃部150からの情報を受信する。
害虫検出装置100Aは、モーター123、電圧印加部124、撮像部130、照明部140、清掃部150、通信部250などを有する。通信部250は、モーター123、電圧印加部124、撮像部130、照明部140、清掃部150と接続されており、送信部251と、受信部252とを有する。送信部251は、モーター123、電圧印加部124、撮像部130、照明部140、清掃部150からの情報を通信部240へ無線通信で送信する。また、受信部252は、無線通信により、制御部200からの制御情報を受信する。
このように、本変形例では、モーター123、電圧印加部124、撮像部130、照明部140、清掃部150が制御部200に直接接続されず、通信部240、250を介して、制御部200と通信可能な構成となっている。そのため、害虫検出装置100Aは、遠隔地に配置された遠隔制御装置300から操作可能であり、遠隔地の遠隔制御装置300において、上述した検出状況を把握することができる。
通信部240、250間の無線通信としては、例えば、WiFi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、IrDAなどの公知のどのような技術も適用可能である。
以上説明したように、本変形例の害虫検出装置100Aにおいては、害虫検出装置100Aを遠隔制御装置300により遠隔地から確認可能である。
このように構成した本変形例の害虫検出装置100Aによれば、害虫検出装置100Aにおける害虫3の検出状況を遠隔地から確認することができる。
なお、本変形例の害虫検出装置100Aにおいても、図9に示すように、変形例2で説明した通知部170を備える構成としてもよい。図9では、通知部170は、害虫検出装置100A側の通信部250に接続されるが、遠隔制御装置300側の制御部200に接続されてもよい。
[変形例4]
本実施の形態の変形例4について、図10を参照して説明を行う。図10は、本変形例の害虫検出装置100Bを概略的に示す図である。なお、図10においては、上記実施の形態で説明した害虫検出装置100Aと同等の構成には同じ符号を付し、以下においては、重複する説明は省略する。
本変形例において、害虫検出装置100Bの構成は、上記実施の形態で説明した害虫検出装置100Aとは、第1電極125、第2電極126、清掃部160(除去部)の構成が相違する。
第1電極125は、回転可能な第1電極121とは相違し、収容部110に固定される。第1電極125は、平板形状の平面体であり、害虫3を静電気力により吸引する面が底壁部111aと平行な方向に(X方向)に配置される。なお、本変形例では、左方向(−X方向)を上流側、右方向(+X方向)を下流側という。
第2電極126は、第1電極125の上方向(+Y方向)に配置される。第1電極125と第2電極126との間には、隙間(例えば、2.0cm)が形成される。この隙間が誘引エリアAとなる。第2電極126は、Z方向に延在する複数のワイヤーを有する。複数のワイヤーは、所定の間隔(例えば3.0cm)でX方向に配置される。所定の間隔は、対象害虫よりも大きい虫が誘引エリアAへ侵入するのを防止可能な距離に設定される。
撮像部130は、誘引エリアAに配置される。つまり、撮像部130の下方向(−Y方向)に第1電極125が位置する。撮像部130の上方向(+Y方向)に第2電極126が位置する。撮像部130の撮像方向は下方向(−Y方向)である。照明部140が光を照射する方向の撮像方向に対する角度は、例えば、45度である。
撮像部130は、第1電極125の下流側端部(第1端部)と上流側端部(第2端部)との間をX方向に往復移動可能に配置される。ここでは、撮像部130が、平面体である第1電極125の下流側端部から上流側端部の範囲を往復しながら撮像することで、各撮像のタイミングにおいて、第1電極125の同じ領域を繰り返し撮像することになる。撮像部130は、アクチュエーター(例えば、モーター)などの公知の手段によりX方向に移動する。
清掃部160は、各タイミングの撮像後において、第1電極121に付着した害虫3を除去する。清掃部160は、清掃部材161、清掃ケース162、搬送スクリュー163などを有する。清掃部材161は、撮像部130の下流側(+X方向)に配置される。清掃部材161は、撮像部130と共にX方向に移動する。つまり、本変形例では、撮像部130と清掃部材161とは、ユニットとして構成される。清掃部材161は、X方向に移動しながら第1電極125の表面を清掃する。清掃ケース162は、第1電極125の下方向(−Y方向)に配置されている。清掃ケース162は、清掃部材161が表面を清掃することによって、表面から除去された害虫3を搬送スクリュー163で回収する。
以上説明したように、本変形例の害虫検出装置100Bにおいては、撮像部130をX方向に移動することで、第1電極125の表面全体の画像を撮像することができるため、簡単な構成で、害虫3の発生状況を判別することが可能となる。また、撮像部130をX方向に往復移動することで、第1電極125の表面全体の二枚の画像を撮像することが可能となるため、二枚の画像を照合する場合、害虫3の発生状況をより正確に判別することが可能となる。
[その他の変形例]
上記実施の形態及び変形例においては、清掃部150、160を用いて、第1電極121、125に吸引した害虫3の清掃を行っている。これらの清掃部150、160に代えて、電圧印加部124による電界の発生を停止させて、第1電極121、125から害虫3を除去することもできる。つまり、電圧印加部124は、電圧の印加を停止することで、第1電極121、125から害虫3を除去する除去部としても機能する。
以上のように電界の発生を停止させる場合、第1電極121から離脱した害虫3が第2電極122上に落ちる場合もあるため、例えば、第2電極122を、上述した第2電極126のように、複数のワイヤーを有する構成に変更してもよい。また、第1電極125は、傾斜可能な構成に変更して、第1電極125上の害虫3を収容部110の底壁部111aへ落とすようにしてもよい。
なお、上記実施の形態及び変形例は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその要旨、又は、その主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
100A、100B 害虫検出装置
110 収容部
111a 底壁部
111b〜111e 周壁部
111f 天井壁部
112 屋根
113 入口部
121、125 第1電極
122、126 第2電極
123 モーター
124 電圧印加部
130 撮像部
140 照明部
150、160 清掃部
170 通知部
200 制御部
210 画像処理部
220 計数部
230 記憶部
300 遠隔制御装置

Claims (16)

  1. 複数の電極間に発生させた電界によって虫が付着する前記電極を撮像する撮像部により、異なるタイミングで撮像された複数の撮像画像を取得する撮像画像取得部と、
    取得された前記撮像画像からオブジェクトを検出し、複数の前記撮像画像間における前記オブジェクトの変化に基づいて、前記電極に付着した虫を検出する検出部と、
    を備える虫検出装置。
  2. 前記撮像部は、各撮像のタイミングにおいて、前記電極の同じ領域を撮像する、
    請求項1に記載の虫検出装置。
  3. 前記電極は、回転体であり、
    前記撮像部は、前記回転体の1周分の範囲を前記同じ領域として撮像する、
    請求項2に記載の虫検出装置。
  4. 前記電極は、平面体であり、
    前記撮像部は、前記平面体の第1端部から第2端部までの範囲を前記同じ領域として撮像する、
    請求項2に記載の虫検出装置。
  5. 前記検出部は、複数の前記撮像画像間の画像情報の変化に基づいて、前記オブジェクトの変化を検出する、
    請求項1から4のいずれか一項に記載の虫検出装置。
  6. 前記検出部は、連続するタイミングで順次撮像された第1、第2及び第3の前記撮像画像において、第2の前記撮像画像で出現した前記オブジェクトが、第3の前記撮像画像で消失した場合、当該オブジェクトを前記虫と判別する、
    請求項5に記載の虫検出装置。
  7. 前記検出部は、連続するタイミングで撮像された複数の前記撮像画像において、継続して出現する前記オブジェクトがある場合、当該オブジェクトを前記虫ではないと判別する、
    請求項6に記載の虫検出装置。
  8. 前記検出部は、複数の前記撮像画像間における前記オブジェクトの位置情報の変化に基づいて、前記オブジェクトの変化を検出する、
    請求項1から4のいずれか一項に記載の虫検出装置。
  9. 前記検出部は、連続するタイミングで順次撮像された第1、第2及び第3の前記撮像画像において、第2の前記撮像画像で出現した前記オブジェクトの位置情報が、第3の前記撮像画像で消失した場合、当該オブジェクトを前記虫と判別する、
    請求項8に記載の虫検出装置。
  10. 前記検出部は、連続するタイミングで撮像された複数の前記撮像画像において、継続して存在する前記位置情報がある場合、当該位置情報の前記オブジェクトを前記虫ではないと判別する、
    請求項9に記載の虫検出装置。
  11. 継続して出現する前記オブジェクトの面積が閾値より多い場合、警告を通知する通知部を備える、
    請求項7に記載の虫検出装置。
  12. 継続して存在する前記位置情報の数が閾値より多い場合、警告を通知する通知部を備える、
    請求項10に記載の虫検出装置。
  13. 前記通知部は、前記電極の交換を通知する、
    請求項11又は12に記載の虫検出装置。
  14. 各タイミングの撮像後において、前記電極に付着した前記虫を除去する除去部を備える、
    請求項1から13のいずれか一項に記載の虫検出装置。
  15. 前記除去部は、清掃部材を用いて前記電極から前記虫を除去する、
    請求項14に記載の虫検出装置。
  16. 前記除去部は、前記電界の発生を停止させて、前記電極から前記虫を除去する、
    請求項14に記載の虫検出装置。
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