CN115226683B - 集成式虫类识别计数模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及虫害监测领域，尤其涉及用于识别虫情的集成式虫类识别计数模块，包括支撑架，所述支撑架上设置有虫类图像采集装置，所述虫类图像采集装置包括虫类承托平台，所述虫类承托平台上方设置有摄像机，所述虫类承托平台包括相互平行的驱动辊、从动辊，所述驱动辊和从动辊之间设置有托虫网带，所述托虫网带的工作段经过摄像机的图像采集区，所述驱动辊和从动辊之间设置有收风仓，所述收风仓上端设置有开口，所述开口与摄像机正对，所述收风仓连接有负压风机，将活体虫类输送到摄像机的拍摄区时，通过负压风机将虫类吸附在托虫网带上，进而进行拍摄，不需要将虫体杀灭，保证虫体的完整性，进而保证识别效果。

Description

集成式虫类识别计数模块

技术领域

本发明涉及虫害监测领域，尤其涉及用于识别虫情的集成式虫类识别计数模块。

背景技术

虫害是农作物病害的主要因素，为准确的监测虫害，人们研究出多种监测设备，例如测报灯、灭虫灯以及吸虫塔，对虫害的识别方法主要包括计数和图像采集，其中计数包括称重计数、光栅传感器计数，图像采集主要是将虫杀死后落至盘体上，然后通过摄像机拍摄照片，上传至服务器，进而判断虫类种类，将虫类杀灭的方式主要是高压电网对虫体进行杀灭，然后通过通道落至盘体上，该过程中对虫类的损伤较大，在拍摄的过程中不能虫类完整的图像，判断虫类种类难度较大，而且，通过高压电网对于较大体型的虫类杀灭效果较好，而对于体型较小的蚜虫，杀灭过程中损伤很大，得到的图像是虫类躯干部分，识别难度大，且通过光栅传感器进行计数准确度极低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能够采集虫类图像信息，进而识别虫类种类的集成式虫类识别计数模块。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种集成式虫类识别计数模块，包括支撑架，所述支撑架上设置有虫类图像采集装置，所述虫类图像采集装置包括虫类承托平台，所述虫类承托平台上方设置有摄像机，所述虫类承托平台包括相互平行的驱动辊、从动辊，所述驱动辊连接有驱动电机，所述驱动辊和从动辊之间设置有托虫网带，所述托虫网带的工作段经过摄像机的图像采集区，所述支撑架包括两块相互平行的支撑板，所述驱动辊和从动辊设置在两块支撑板之间，所述驱动辊和从动辊之间设置有收风仓，所述收风仓上端设置有开口，所述开口与摄像机正对，所述收风仓连接有负压风机。

进一步地，两块所述支撑板之间设置有张拉辊，所述张拉辊设置在支撑板下端，所述张拉辊有两个，所述托虫网带套装在驱动辊、从动辊和张拉辊之间。

进一步地，所述驱动辊设置有步进控制装置，所述包括步进控制装置包括设置在支撑板上的光栅传感器，在驱动辊的主轴上设置有与光栅传感器相配合的触发板。

进一步地，所述支撑架上还设置有用于清理托虫网带的清理装置。

进一步地，两块所述支撑板之间正对摄像机位置处设置有用于托举托虫网带边缘的托板。

进一步地，所述托虫网带的出口端设置有虫尸收集装置。

本发明的有益效果在于：集成式虫类识别计数模块，包括支撑架，所述支撑架上设置有虫类图像采集装置，所述虫类图像采集装置包括虫类承托平台，所述虫类承托平台上方设置有摄像机，所述虫类承托平台包括相互平行的驱动辊、从动辊，所述驱动辊连接有驱动电机，所述驱动辊和从动辊之间设置有托虫网带，所述托虫网带的工作段经过摄像机的图像采集区，所述支撑架包括两块相互平行的支撑板，所述驱动辊和从动辊设置在两块支撑板之间，所述驱动辊和从动辊之间设置有收风仓，所述收风仓上端设置有开口，所述开口与摄像机正对，所述收风仓连接有负压风机，将活体虫类输送到摄像机的拍摄区时，通过负压风机将虫类吸附在托虫网带上，进而进行拍摄，不需要将虫体杀灭，保证虫体的完整性，进而保证识别效果，通过驱动辊的作用，能够使不同段的托虫网带被轮流拍摄，被拍摄过的托虫网带能够被移动至清理区清理。

附图说明

图1为实施例1各部件连接关系示意图；

图2为驱动辊与从动辊位置关系示意图

图3为用于吸虫塔时结构示意图；

图4为隔离罩结构示意图；

图5为收集网与虫类承托平台连接关系示意图；

图6为摄像机与虫类承托平台连接关系示意图；

图7为收集网结构示意图；

图8为托虫网带与驱动辊连接关系示意图；

其中：1、锚索；101、警示套；2、隔离罩；201、隔离杆；202、连接环；3、吸虫管；4、主机柜；401、连接板；402、连接管；403、收集网；404、摄像机；405、补光灯；406、支撑板；407、驱动辊；408、负压风机；409、接虫盒；410、吸虫风机；411、补光灯座；412、收集网连接座；413、拍打电机；414、收风仓；415、托板；416、光栅传感器；417、触发板；418、从动辊；419、蓄力杆；420、拍打板；421、驱动杆；422、张拉辊；423、接虫架；424、刷子；425、驱动电机；426、托虫网带；5、地笼。

具体实施方式

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-2所示，一种集成式虫类识别计数模块，包括虫类图像采集装置，虫类图像采集装置包括虫类承托平台，虫类承托平台上方安装有摄像机404，具体为，在主机箱内安装有两块相互平行的支撑板406，两块支撑板之间安装有虫类承托平台，其中，虫类承托平台包括安装在两块支撑板之间且相互平行的驱动辊407、从动辊418，驱动辊连接有驱动电机，驱动辊和从动辊之间套装有托虫网带426，托虫网带由聚酯网制成，表面光洁度高，抗拉强度高，为白色，与虫类色差较大，为虫类提供背景，托虫网带的工作段经过摄像机的图像采集区，驱动辊和从动辊之间安装有收风仓414，收风仓上端预留有开口，收风仓上端预留有开口，开口呈长条形，进而能够与收集网出口、摄像机对应，收风仓连接有负压风机408，负压风机为变频风机，负压风机的出口端连通至主机柜外，在两块支撑板下端之间还安装有张拉辊422，通过张拉辊的作用，能够使托虫网带的工作段和回程段之间的间距增加，进而能够为收风仓的安装提供空间，保证负压风机仅作用在托虫网带的工作段，降低风压损失，同时能够减小托虫网带的局部弯折，提高托虫网带的使用寿命，为保护托虫网带，同时保证托虫网带与摄像机之间的间距，在两块支撑板之间正对摄像机位置处安装有用于托举托虫网带边缘的托板415，值得注意的是，由于负压风机的作用，使托虫网带的工作段向下弯，进而提供张紧力，使驱动辊与托虫网带连接稳定，保证传动稳定性，在两支撑板的上端之间安装有收集网连接座412，收集网下端与收集网连接座连接，落虫通过收集网及收集网连接座后落至托虫网带的工作段。

为保证拍摄效果，摄像机选用海康5000万像素工业相机，通过相机安装架安装在主机柜内，在主机柜内还安装有补光灯座411，在补光灯座上安装补光灯405，补光灯为环状的LED灯，与摄像机的镜头同轴线，进而能够保证补光效果。

值得注意的是，本实施例提供的集成式虫类识别计数模块，用于吸虫塔时，得到一种虫情识别吸虫塔，如图3-7所示，包括主机柜4，主机柜为钣金柜，或者由玻璃钢制成，采用玻璃钢材料时，耐腐蚀性能更强，主机柜下端通过支撑架连接有地笼5，在地基上开挖基坑，填充混凝土，预埋地笼，混凝土固化后通过螺栓将支撑架与地笼固定，将地笼预埋到混凝土内，不仅能够为主机柜的安装提供更稳定的基础，还能够保护地笼，防止地笼锈蚀，主机柜上安装有控制箱，控制箱内安装有控制器，控制器选用工业控制器，进而能够控制各部件工作。

主机柜上端安装有向上的吸虫管3，主机柜内安装有吸虫风机410，主机柜内还安装有与吸虫管连通的定向落虫装置，具体为，吸虫管为钢管或者玻璃钢管，为方便控制高度，吸虫管由多根钢管对接而成，相邻两根钢管之间通过法兰连接，在连接处通过石棉垫密封，石棉垫具有良好的耐侯性，进而能够保证长期的密封性能，钢管电镀防锈漆，在吸虫管上端安装有鸟类隔离装置，鸟类隔离装置包括安装在吸虫管上端的隔离罩2，其中，隔离罩包括连接环202，连接环与吸虫管的法兰连接，连接环上均匀安装有多个隔离杆201，相邻隔离杆下端之间的间距为20mm，能够防止鸟类误入，各隔离杆上端聚拢，进而形成锥形的形状，结构稳定性高，通过锥形的隔离罩结构，在防止鸟类误入的同时，还能够提高雨水溅射效果，降低雨水落入，即使少量雨水落入吸虫管内，在使用时，由于吸虫风机的作用，能够快速的对吸虫塔内部进行干燥，由于昆虫在4月、5月和10月为危害盛期，而在我国，4月、5月和10月雨水量较小，因而，使用锥形的隔离罩后不需要安装挡雨帽，摒除隔离罩后，负压吸附的作用空间明显增加，由侧面吸附变为球状空间吸附，准确度更高，在6-8月丰水期，以及12月至次年2月的冬季，通过密封罩罩住隔离罩，进而防止雨水、雪水进入吸虫塔内，位于靠近树林处的吸虫塔，还需要再隔离罩外套装隔离网，隔离网孔径为6-8mm，进而能够防止落叶进入吸虫塔内，为保证吸虫塔的抗风稳定性，吸虫塔上端通过连接环安装有锚索1，锚索下端***地基内，在锚索下端露出地基的部分套装有警示套101，警示套外涂覆警示色彩层，吸虫风机选用轴流风机，风量大、噪音小，吸虫风机安装在主机柜底部，出风指向支撑架，定向落虫装置包括连通于吸虫管下端的收集网403，本实施例中，为保证连接稳定性，在主机柜上端安装有连接板401，连接板上安装有与吸虫管相配合的连接管402，连接管与吸虫管之间通过法兰连接，本实施例中，收集网孔径为40目，由不锈钢网卷成，收集网接地，进而消除静电，呈倒锥形形状，上端横截面大，与连接管连接，下端横截面小，进而将虫类输送至虫类识别装置处，整体结构简单，还可以使用尼龙材料制成，尼龙材料易产生静电，在收集网外贴附铜丝网，铜丝网接地，进而消除静电，与不锈钢网相比，尼龙网具有更好的表面光洁度，落虫效果更好，因收集网孔径较小，且倾斜角度较大，吸虫风机带动的气流能够向下推动虫类下落，同时收集网本身轻微抖动，提高落虫效果。

定向落虫装置的出口端处安装有集成式虫类识别计数模块。

本实施例中，为能够准确的判断虫类种类和数量，采用步进方式驱动托虫网带动作，具体为，驱动辊连接于步进控制装置，步进控制装置包括安装在支撑板上的光栅传感器416，在驱动辊的主轴上安装有与光栅传感器相配合的触发板417，驱动辊转动一周，触发板经过光栅传感器一次，通过计数光栅传感器被触发的次数判断托虫网带行程，工作原理为，开机，延时2h对虫类进行富集，驱动辊带动托虫网带步进一次，光栅传感器被触发，驱动电机停止动作，虫类富集区移动至摄像头的拍摄区，补光灯亮，延时15s拍摄，拍摄时间为5s，拍摄照片至少为1张，拍摄完成45s后，补光灯熄灭，驱动辊带动托虫网带继续转动一次步进，光栅传感器被触发，驱动电机停止动作，延时2h，如此循环，进行多次拍摄，进而能够准确获得一定时间内的虫类种类信息及数量信息，值得注意的是，通过延时2h的方式，能够使托虫网带上的虫类富集，进而提高采样丰富度，数量信息是指周期内，虫类的数量等级判断，例如无、少量、大量等等级范围，并不是指具体数量，由于危害盛期的虫类数量较大，当采样图像一中的虫类数量超出预设值时，延时时间由2h降低至1.5h甚至0.5h，通过控制器进行设定即可，延时15s拍摄，能够使摄像头适应补光灯亮度，达到更好的拍摄效果。

本实施例中，为保证虫类的完整性，在落虫的过程中摒除了杀虫装置，在气流的带动下，虫类沿吸虫管、收集网下落，由于虫类是活体，在下落的过程中，遇到障碍会回避，减小损伤，保证完整性，同时也减小了对吸虫塔的污染，通过负压风机将虫类吸附在托虫网带上，进而进行拍摄，值得注意的是，在使用中发现，由于虫类并未死亡，其会自行的进行短距离的爬行/翻滚，达到分散的效果，由于负压风机的作用，虫类并不会脱离托虫网带，为采集图像提供更好的基础，托虫网带的继续移动，使虫类脱离拍摄区，也相应的脱离了负压吸附区，支撑板上位于托虫网带的出口端安装有用于振动托虫网带起振装置，起振装置包括安装在两块支撑板之间的驱动杆421，驱动杆连接有拍打电机413，驱动杆上安装有拍打板420，托虫网带以步进的方式驱动，经过拍摄后的托虫网带移动到起振装置处，起振装置通过拍打板振动托虫网带，进而将托虫网带上的虫类抖落，为进一步的提高起振效果，在两支撑板之间安装有蓄力杆419，拍打板为弹性板，拍打电机在转动的过程中，拍打板旋转至蓄力杆处，先被蓄力杆阻挡，拍打电机继续转动，拍打板弯曲变形，进而通过蓄力杆，拍打在托虫网带上，在15s内拍打5-10次即可，拍打的过程中不进行拍摄，避免影响拍摄效果，蓄力杆还能加强两支撑板之间连接稳定，位于虫类的被拍落方向上安装有虫尸收集装置，虫尸收集装置包括安装在支撑板上的接虫架423，接虫架上放置有接虫盒409，在接虫盒内预存有75%的酒精溶液，对虫尸进行保存，避免腐烂。

在托虫网带的回程段末端安装有刷子424，对托虫网带进行清理，进而能够保证托虫网带的清洁，保证拍摄效果。

另外，本实施例提供的集成式虫类识别计数模块，也可以用于测报灯，安装在测报灯的机箱内，将落虫管与收集网连接座连接即可，被高压电网杀灭的虫类落至托虫网带上，因测报灯的高度较低，且针对的虫类较大，下落至托虫网带时虫尸较完整，拍摄得到的图像清晰。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (3)

1.一种集成式虫类识别计数模块，其特征在于，包括支撑架，所述支撑架上设置有虫类图像采集装置，所述虫类图像采集装置包括虫类承托平台，所述虫类承托平台上方设置有摄像机，所述虫类承托平台包括相互平行的驱动辊、从动辊，所述驱动辊连接有驱动电机，所述驱动辊和从动辊之间设置有托虫网带，所述托虫网带的工作段经过摄像机的图像采集区，所述支撑架包括两块相互平行的支撑板，所述驱动辊和从动辊设置在两块支撑板之间，所述驱动辊和从动辊之间设置有收风仓，所述收风仓上端设置有开口，所述开口与摄像机正对，所述收风仓连接有负压风机，

所述支撑架上还设置有用于清理托虫网带的清理装置，清理装置包括设置在支撑板上位于托虫网带的出口端用于振动托虫网带起振装置，起振装置包括安装在两块支撑板之间的驱动杆，驱动杆连接有拍打电机，驱动杆上安装有拍打板，托虫网带以步进的方式驱动，经过拍摄后的托虫网带移动到起振装置处，起振装置通过拍打板振动托虫网带，进而将托虫网带上的虫类抖落，在两支撑板之间安装有蓄力杆，拍打板为弹性板，拍打电机在转动的过程中，拍打板旋转至蓄力杆处，先被蓄力杆阻挡，拍打电机继续转动，拍打板弯曲变形，进而通过蓄力杆，拍打在托虫网带上，在15s内拍打5-10次，拍打的过程中不进行拍摄，

用于对活体虫类采集图像，负压风机为变频风机，控制负压风机功率，使活体虫类会自行的进行短距离的爬行/翻滚，而不脱离拍摄区，两块所述支撑板之间设置有张拉辊，所述张拉辊设置在支撑板下端，所述张拉辊有两个，所述托虫网带套装在驱动辊、从动辊和张拉辊之间，

两块所述支撑板之间正对摄像机位置处设置有用于托举托虫网带边缘的托板。

2.根据权利要求 1 所述的集成式虫类识别计数模块，其特征在于，所述驱动辊设置有步进控制装置，所述步进控制装置包括设置在支撑板上的光栅传感器，在驱动辊的主轴上设置有与光栅传感器相配合的触发板。

3.根据权利要求 1 所述的集成式虫类识别计数模块，其特征在于，所述托虫网带的出口端设置有虫尸收集装置。