一种基于机器视觉的苹果园虫害定向监测预警装置

1.本实用新型涉及苹果园虫害预防技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的苹果园虫害定向监测预警装置。


背景技术：

2.随着农业的不断发展，智慧农业成为主流发展方向，虫害的识别技术得到发展，尤其对于果园虫害的防治尤其重要。对果园虫害的提前预警，作出针对性的防治措置，可以避免因虫害导致的水果减产。
3.传统技术中对虫害预测一般采用光诱法，光诱法虽然对飞虫有良好的诱导效果，但是由于害虫种类与数量较多，最终捕捉到的害虫比较杂乱，重叠现象严重，不能害虫进行有效识别，进而无法及时预测当前时段的虫害。


技术实现要素：

4.本实用新型为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：
5.第一方面，本实用新型实施例提供了一种基于机器视觉的苹果园虫害定向监测预警装置，包括：盒体，所述盒体内设置有控制器，所述盒体外侧设置有图像获取设备，所述图像获取设备与所述控制器电连接；对应所述图像获取设备设置捕虫粘板，所述图像获取设备的图像采集端与所述捕虫粘板相垂直。
6.采用上述实现方式，通过捕虫粘板对苹果果园内的害虫进行粘捕，然后通过图像采集设备采集捕虫粘板上捕获的害虫的图像信息，进而可以分析出当前时段的虫害。由于捕虫粘板捕获害虫时，只有存在黏性的位置才能将害虫粘住，因此当上面粘有害虫的位置，不会再粘第二个害虫，降低了捕捉到害虫的重叠现象，进而提高了害虫的识别准确性。
7.结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述盒体外侧对称设置有第一杆体和第二杆体，所述捕虫粘板设置在所述第一杆体和所述第二杆体之间，分别与所述第一杆体和所述第二杆体转动连接。捕虫粘板两面都可以粘捕害虫，第一杆体和第二杆体组成旋转支撑架，当捕虫粘板的害虫达到一定数量就可以控制捕虫粘板翻转。两面均达到一定数量时，即可更换捕虫粘板。
8.结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述捕虫粘板与杆体连接处设置有翻转驱动电机，所述翻转驱动电机与所述控制器电连接，所述翻转驱动电机固定设置在杆体上，所述翻转驱动电机的转动输出轴与所述捕虫粘板固定连接。通过驱动电机可以控制捕虫粘板准确翻转，实现当捕虫粘板一面使用完毕后，调节到另一面使得粘虫面朝向图像获取设备的图像采集端，并与图像采集端垂直。
9.结合第一方面或第一方面第一至二种任一可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述盒体外侧还设置有诱导剂放置装置。诱导剂放置装置用于放置害虫诱导剂，诱导害虫进入到捕虫粘板的粘捕范围。
10.结合第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所
述盒体为圆柱形盒体，环绕所述盒体的第一底面的边缘固定设置遮雨挡板，所述遮雨挡板呈喇叭状，所述图像获取设备、捕虫粘板和所述诱导剂放置装置均在所述遮雨挡板的遮雨范围内。遮雨挡板可以对图像获取设备、捕虫粘板和所述诱导剂放置装置进行保护，降低雨水的影响，减少外界因素影响害虫捕获的效果。
11.结合第一方面第四种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述盒体固定设置在悬挂支架上，所述盒体的第二底面与所述悬挂支架固定连接。悬挂支架用于将监测预警装置固定，而且移动灵活，可以放置与果园的任何位置。
12.结合第一方面第五种可能的实现方式，在第一方面第六种可能的实现方式中，所述悬挂支架包括横杆和竖杆，所述横杆的一端固定设置在所述竖杆的第一端，所述横杆的第二端与所述盒体固定连接。
13.结合第一方面第六种可能的实现方式，在第一方面第七种可能的实现方式中，所述竖杆为可调节竖杆，所述竖杆的第二端设置有底座。底座保证悬挂支架的稳定，竖杆为可调竖杆可以根据不同苹果树的高度进行调节。
14.结合第一方面第七种可能的实现方式，在第一方面第八种可能的实现方式中，所述盒体内还设置有通讯模块和蓄电池，所述蓄电池分别与所述通讯模块和控制器电连接，所述竖杆的第二端设置有太阳能电池板，所述太阳能电池板与所述蓄电池电连接。蓄电池为监测预警装置用电部件进行供电，通讯模块为4g或5g通讯模块，用于实现控制器与远程服务器的通讯连接。
15.第二方面，本实用新型实施例提供了一种基于机器视觉的苹果园虫害定向监测预警方法，采用第一方面或第一方面任一可能实现方式所述的基于机器视觉的苹果园虫害定向监测预警装置，所述方法包括：将昆虫诱导剂放入诱导剂放置装置，并将捕虫粘板进行调节，使得粘虫面朝向图像采集装置；按照预设时间间隔通过图像采集装置采集捕虫粘板上的图像信息；控制器接收到图像采集装置采集的图像信息，通过通讯模块将图像信息发送至远程服务器；远程服务器通过内部预先训练好的苹果虫园害识别模型对图像信息进行识别，确定出当前阶段苹果园虫害的种类和数量比例，进而发出预警。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例提供的一种基于机器视觉的苹果园虫害定向监测预警装置的结构示意图；
17.图2为本实用新型实施例提供的盒体位置的结构示意图；
18.图3为本实用新型实施例提供的一种基于机器视觉的苹果园虫害定向监测预警方法的流程示意图；
19.图1-2中，符号表示为：
20.1-盒体，2-图像获取设备，3-捕虫粘板，4-第一杆体，5-第二杆体，6-翻转驱动电机，7-诱导剂放置装置，8-遮雨挡板，9-横杆，10-竖杆，11-底座，12-太阳能电池板。
具体实施方式
21.下面结合附图与具体实施方式对本方案进行阐述。
22.参见图1和图2，本实用新型实施例提供的基于机器视觉的苹果园虫害定向监测预
警装置包括悬挂支架和监测预警主体部分。所述监测预警主体部分包括：盒体1，所述盒体1内设置有控制器，所述盒体1外侧设置有图像获取设备2，所述图像获取设备2与所述控制器电连接，所述图像获取设备2为工业用高清相机。对应工业用高清相机设置捕虫粘板3，所述工业用高清相机的采集镜头与所述捕虫粘板3相垂直。
23.本实施例中，所述盒体1外侧对称设置有第一杆体4和第二杆体5，所述捕虫粘板3设置在所述第一杆体4和所述第二杆体5之间，分别与所述第一杆体4和所述第二杆体5转动连接。捕虫粘板3两面都可以粘捕害虫，第一杆体4和第二杆体5组成旋转支撑架，当捕虫粘板3的害虫达到一定数量就可以控制捕虫粘板3翻转。两面均达到一定数量时，即可更换捕虫粘板3。
24.进一步地，所述捕虫粘板3与杆体连接处设置有翻转驱动电机6，所述翻转驱动电机6与所述控制器电连接。通过驱动电机可以控制捕虫粘板3准确翻转，实现当捕虫粘板3一面使用完毕后，调节到另一面使得粘虫面朝向图像获取设备2的图像采集端，并与图像采集端垂直。
25.为了实现对果园害虫的采集，所述盒体1外侧还设置有诱导剂放置装置7。诱导剂放置装置7用于放置害虫诱导剂，诱导害虫进入到捕虫粘板3的粘捕范围。
26.本实施例中，所述盒体1为圆柱形盒体1，环绕所述盒体1的第一底面的边缘固定设置遮雨挡板8，所述遮雨挡板8呈喇叭状，所述图像获取设备2、捕虫粘板3和所述诱导剂放置装置7均在所述遮雨挡板8的遮雨范围内。遮雨挡板8可以对图像获取设备2、捕虫粘板3和所述诱导剂放置装置7进行保护，降低雨水的影响，减少外界因素影响害虫捕获的效果。
27.为了实现监测预警的布设，所述盒体1固定设置在悬挂支架上，所述盒体1的第二底面与所述悬挂支架固定连接。悬挂支架用于将监测预警装置固定，而且移动灵活，可以放置与果园的任何位置。
28.具体地，本实施例中所述悬挂支架包括横杆9和竖杆10，所述横杆9的一端固定设置在所述竖杆10的第一端，所述横杆9的第二端与所述盒体1固定连接。所述竖杆10为可调节竖杆10，所述竖杆10的第二端设置有底座11。底座11保证悬挂支架的稳定，竖杆10为可调竖杆10可以根据不同苹果树的高度进行调节。
29.本实施例中，所述盒体1内还设置有通讯模块和蓄电池，所述蓄电池分别与所述通讯模块和控制器电连接，所述竖杆10的第二端设置有太阳能电池板12，所述太阳能电池板12与所述蓄电池电连接，太阳能电池板12的倾角为40-45度，以实现最大程度的接受光照进行发电。蓄电池为监测预警装置用电部件进行供电，通讯模块为4g或5g通讯模块，用于实现控制器与远程服务器的通讯连接。
30.由上述实施例可知，本实施例通过捕虫粘板3对苹果果园内的害虫进行粘捕，然后通过图像采集设备采集捕虫粘板3上捕获的害虫的图像信息，进而可以分析出当前时段的虫害。由于捕虫粘板3捕获害虫时，只有存在黏性的位置才能将害虫粘住，因此当上面粘有害虫的位置，不会再粘第二个害虫，降低了捕捉到害虫的重叠现象，进而提高了害虫的识别准确性。
31.与上述实施例提供的一种基于机器视觉的苹果园虫害定向监测预警装置相对应，本实用新型还提供了一种基于机器视觉的苹果园虫害定向监测预警方法的实施例。
32.参见图3，本实施例提供的基于机器视觉的苹果园虫害定向监测预警方法包括：
33.s101，将昆虫诱导剂放入诱导剂放置装置，并将捕虫粘板进行调节，使得粘虫面朝向图像采集装置。
34.将该基于机器视觉的苹果园虫害定向监测预警装置至于苹果园中，固定设备，根据果树情况调节设备高度，高度为1.5-1.8m之间，使太阳能电池板朝向正南。然后对捕虫粘板进行调节，是的补虫粘板在图像采集装置的视野范围内。
35.s102，按照预设时间间隔通过图像采集装置采集捕虫粘板上的图像信息。
36.图像采集装置为工业高清相机，调节好工业高清相机亮度、曝光度参数，并设置控制单元参数，控制其每隔一小时拍摄一次。
37.s103，控制器接收到图像采集装置采集的图像信息，通过通讯模块将图像信息发送至远程服务器。
38.通讯模块包括4g或5g通讯模块，预先实现通讯模块与控制器和远程服务器的连接。当工业高清相机将拍摄到的图像发送给控制器后，控制器通过通讯模块将图像实时传送给远程服务器。
39.s104，远程服务器通过内部预先训练好的苹果虫园害识别模型对图像信息进行识别，确定出当前阶段苹果园虫害的种类和数量比例，进而发出预警。
40.远程服务器通过图形处理系统，使用卷积神经网络训练好的苹果虫园害识别模型对所得图像进行识别，进而确定苹果园虫害的种类和数量，从而更准确的预测苹果园虫害种群的发展情况，及时制定防治措施。
41.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
42.当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，如来替代，本实用新型仅结合并参照优选的实施方式进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。