[发明专利]一种温室番茄害虫智能监测与诱捕系统

说明书

技术领域

本发明涉及农业除虫技术领域，尤其涉及一种温室番茄害虫智能监测与诱捕系统。

背景技术

我国是温室园艺的大国，总面积已居世界第一位，蔬菜是我国温室中最主要的栽培作物，其中番茄为主栽种类之一，大约占温室栽培总面积20—30%。近几年来，国内外对番茄及其制品的需求量呈不断增长的趋势。

长期以来我国在温室害虫监测方面沿用人工识别计数的测报方法，其效率，准确度和时效性与测报人员的综合素质密切相关，不能客观、及时地反映害虫的真实分布情况，不利于有害生物的综合治理。近年来，由于在大棚番茄栽培中蚜虫、白粉虱发生严重，很多菜农为了及早预防病害发生，不管有病无病，每隔7～10天就打1次药。但是，生产番茄的目的不只是要丰产，而是要供人们食用，要保证人的身体健康。药剂防治是在虫害严重时，其它措施不能完全奏效的时候，采取的不得已的措施。发现害虫时滥施农药，造成成本上升，环境污染，产品的数量和质量达不到预期的目标，所以迫切需要专业人员给以科学、规范的技术指导。在预防蔬菜病虫害时，喷药应成为最后的环节，而不是首选和唯一的选择。

然而温室栽培管理专家毕竟只占少数，他们所能发挥的作用十分有限。如何在温室管理专家数量无法快速增长以满足需要的情况下，利用图像处理、专家决策系统等人工智能技术建立作物生长控制和管理的辅助决策系统，提高温室整体的管理、生产水平逐渐成为各国研究的热点。

因此有必要提供一种机器识别监测温室番茄害虫的方法，通过害虫的颜色、形态等特征，利用计算机视觉、图像处理和专家系统等技术来识别害虫种类、确定虫害情况并制定害虫控制策略，该过程快捷、准确，操作过程及对设备的要求也相对简单，不受人员的经验、情绪等主观因素影响。静电灭虫灯诱捕害虫与药剂防治相结合的方法有效防治害虫的同时降低了番茄农药残留。

发明内容

本发明提供了一种温室番茄害虫智能监测与诱捕系统，通过图像处理和专家决策系统，进行温室害虫的识别，并采用多功能静电灭虫灯诱捕害虫的方式，提高防治效果，极大促进我国无公害番茄的生产。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：该系统包括粘虫板、高分辨率照相机、图像处理模块、专家决策系统和静电灭虫灯，依次相连；专家决策系统包括知识库、数据库、推理机构、控制模块和显示模块；其中数据库与图像处理模块、推理机构分别相连，推理机构与控制模块、显示模块、知识库分别相连；

粘虫板，悬挂于每个番茄温室内，下端高于作物顶部15-20cm，用于诱粘害虫；

高分辨率照相机，设置在每个番茄温室内，悬挂位置与粘虫板位置对应；将所述照相机设置每天18:00相机自动开机，开机后自动拍照，将所拍图片发送到图像处理模块；

图像处理模块，对接收到的图片进行处理，识别出粘虫板上各类害虫形态、颜色和数量值传输给专家决策系统中的数据库；

专家决策系统中的数据库，将图像处理模块发送的各类害虫形态、颜色和数量值进行存储；并将专家决策系统中的推理机构每次的推理结果进行存储；

专家决策系统中的推理机构，首先去数据库调用各类害虫形态和颜色，根据各类害虫形态和颜色对害虫种类进行正向推理：通过数据库调用各类害虫形态和颜色和知识库中的框架选择合适的目标害虫种类，将正向推理结果存储在数据库中；然后再进行反向推理：根据正向推理选定的目标种类所对应知识库中害虫的形态和颜色特征，判断是否与数据库存储的害虫形态和颜色信息一致，若信息一致，表明正向推理结果正确，若信息不一致，则重新进行正向推理；然后推理机构去数据库调用各类害虫数量信息，根据数量值推理出各类害虫密度，根据知识库中存储的防治方法制定控制策略，即确定是否使用药剂及静电灭虫灯打开数量与时间发送给控制模块和显示模块；

知识库，将番茄害虫信息以框架结构存储，每个框架有一个框架名，该框架名表示出害虫的类信息，在框架名下面对该类害虫的具体信息的描述，包括分布与危害、形态特征、发生规律与防治方法；

控制模块，根据推理机构制定的控制策略控制静电灭虫灯；

显示模块，将推理机构的推理结果和控制策略进行显示。

本发明的有益效果：

（1）本发明通过高分辨率照相机采集粘黏了飞翔类微小害虫的粘虫板图片，图片背景清晰，色彩对比度明显，避免了害虫附着在番茄植株上使得图片特征值不易提取的情况，大大提高了害虫辨识率，利于进一步图像处理，提升害虫辨识准确率。