[發明專利]害蟲計數與種類識別裝置

有效

• 申請號: 201510984840.0
• 申請日: 2015-12-24
• 公開（公告）號: CN105606532B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 矯雷子;董大明;陳梅香;鄭文剛;趙賢德;韓鵬程;杜曉凡
• 申請（專利權）人: 北京農業智能裝備技術研究中心
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

本發明公開一種害蟲計數與種類識別裝置，能夠提高害蟲數量和害蟲種類測量的準確度。裝置包括：光學傳感探頭和電子學模塊；光學傳感探頭包括收集漏斗、圓筒、收集裝置、第一光電二極管陣列、第二光電二極管陣列、第一紅外光源、第二紅外光源，收集漏斗與圓筒連通，且置于圓筒上，收集裝置位于圓筒下，第一紅外光源與第一光電二極管陣列，以及第二紅外光源與第二光電二極管陣列形成雙對射對稱結構，電子學模塊對第一光電二極管陣列和第二光電二極管陣列輸出的信號進行處理，得到依次經收集漏斗、圓筒落入收集裝置中的害蟲的數量，以及表征害蟲尺寸大小的數字量，并根據數字量確定出害蟲的種類。

技術領域

本發明涉及紅外傳感技術與害蟲群落監測領域，具體涉及一種害蟲計數與種類識別裝置。

背景技術

害蟲強大的繁殖能力能夠使其在較大范圍及地域中進行蔓延，每年都會造成農作物巨大的損失。為確保農產品產量，往往濫用殺蟲劑，不僅給環境和生態帶來了嚴重的污染與危害，而且殘留在農產品中的殺蟲劑也引起了食品安全問題。成年害蟲群落達到峰值后，便會產下蟲卵并繁殖大量新生幼蟲，這一階段是能夠通過噴灑殺蟲劑控制害蟲的唯一階段。因此，要想適時適量噴灑殺蟲劑，有效地控制蟲害，關鍵在于準確監測害蟲群落規模，獲取蟲害爆發的時間和規模。

無論是傳統上的目測法及基于膠粘劑陷阱的手工計數法，還是使用了遙感光譜、雷達、機器視覺等現代技術的害蟲監測系統，都存在一些問題，沒能成為給定區域內害蟲群落估計最常用最有效的方法。目前給定區域內估計害蟲群落最常用最有效的方法仍然是結合誘捕陷阱的紅外面光束傳感技術。這種方法利用害蟲趨光性或性信息激素對田間害蟲進行誘捕，進入誘捕陷阱的害蟲通過紅外面光束與光電二極管對射的結構時，通過檢測害蟲遮擋紅外面光束引起的光電二極管上光能的變化量，實現害蟲個數自動計數。基于紅外技術的害蟲監測系統中，無論害蟲計數精度還是害蟲種類識別的準確度都與光電二極管上光能變化量密切相關。因此，要想利用紅外傳感技術準確實現害蟲計數及種類識別，必須準確的獲取害蟲通過紅外面光束的不同階段引起光電二極管上光能變化量，并且對引起光能變化量的因素進行分析。國外科研人員采用這一技術，已經實現了儲藏谷物害蟲及果園梨小食心蟲群落的實時動態監測。甚至在不使用性誘激素及電擊陷阱的情況，利用這一技術獲取害蟲翅膀震動頻率，結合信號處理技術，實現了飛入害蟲的自動計數及種類識別。雖然國內外科研人員使用紅外傳感技術形成了很多害蟲群落監測系統，也起到了很多有益的效果，但都缺乏害蟲經過紅外面光束不同階段下光電二極管上光能隨時間變化的理論分析。由于缺乏理論分析，研究人員選用紅外面光源時，多選用發光面較大的發光二極管或者激光二極管作為光源，造成感應區域內紅外面光束截面強度的不均勻性。因此，在感應區域不同位置下落時，即便是相同害蟲個體，由于紅外面光束截面強度的不均勻性，導致了害蟲數量與種類識別的測量誤差。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種害蟲計數與種類識別裝置，能夠提高害蟲數量和害蟲種類測量的準確度。

為此目的，本發明提出一種害蟲計數與種類識別裝置(應用在蟲子被殺死之后的場合)，包括：

光學傳感探頭和電子學模塊；其中，

所述光學傳感探頭包括收集漏斗、圓筒、收集裝置、第一光電二極管陣列、第二光電二極管陣列、第一紅外光源、第二紅外光源，所述收集漏斗與所述圓筒連通，且置于所述圓筒上，所述收集裝置位于所述圓筒下，以確保害蟲依次經所述收集漏斗、圓筒落入所述收集裝置中，

所述第一紅外光源與第一光電二極管陣列，以及所述第二紅外光源與第二光電二極管陣列形成雙對射對稱結構，所述第一紅外光源和第二紅外光源發出的紅外面光束位于所述圓筒和收集裝置之間，所述第一紅外光源和第二紅外光源的上發光面的邊緣均與所述圓筒的下端面的外環相切，第一光電二極管陣列僅接收所述第一紅外光源發出的紅外面光束，第二光電二極管陣列僅接收所述第二紅外光源發出的紅外面光束，所述紅外面光束的厚度小于害蟲的長度，