[发明专利]一种储粮害虫的运动行为分析方法与实验装置

说明书

本发明涉及一种昆虫运动行为分析方法，具体涉及一种储粮害虫的运动行为分析方法。该运动行为分析方法，包括如下步骤：1）生成目标框图；2）判定数量；3）行为检测；4）生成统计表和防治策略。该储粮害虫的运动行为分析方法能针对赤拟谷盗进行轨迹追踪及取食行为分析，进而生成对应的防治策略，提高防治效率，节约经济成本；能对赤拟谷盗的轨迹进行实时跟踪，使分析结果更准确；解决了现有分析过程不具有实时性，且准确性和效率均低下的问题。

技术领域

本发明涉及一种昆虫运动行为分析方法，具体涉及一种储粮害虫的运动行为分析方法。

背景技术

储粮害虫以谷物，面粉，豆粒等为食，主要损坏粮食，造成粮食安全问题，进而影响人们的生命、健康。研究储粮害虫的行为特点对储粮害虫的防治有重要意义。现有技术中储量害虫种类大约三十多种，现有研究的种类针对性不强，不同的环境条件下，同种害虫行为区别大，对同一种害虫的防治，其指导意义有限，导致现有研究没有普适意义。特别是对赤拟谷盗（一种储粮害虫）的分析，其针对性不强，分析的准确性和效率均不高，不能依据其分析有效遏制赤拟谷盗对粮食的损坏；且现有分析过程不具有实时性，不能对赤拟谷盗的行为进行实时跟踪和轨迹分析。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种对赤拟谷盗进行轨迹追踪及取食行为分析，生成对应的防治策略，提高防治效率，节约经济成本；且能具有实时性，以解决现有分析过程不具有实时性，且准确性和效率均低下问题的昆虫运动行为分析方法。

本发明的技术方案是：

一种储粮害虫的运动行为分析方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）、通过连续时间间隔视频采集的拍摄图像，依次进行背景减除、高斯加权平均、二值化、腐蚀、膨胀生成目标框图；

2）、通过将步骤1）获得的目标框图与预设在比例图纸上的基础坐标比对，得出目标框图内目标害虫的坐标信息；

3）、根据目标框图信息对目标害虫数量进行判断，若目标害虫数量为1只，判定为单目标害虫；若目标害虫数量为多只，判定为多目标害虫；

4）、将单目标害虫图像进行多帧目标框图对比，得到对应时间间隔内的害虫行为分析指标统计，生产单目标行为结果统计表；

5）、设定K近邻算法的K值为1，将多目标害虫的目标框图输入K近邻算法后得到对应时间间隔内的害虫行为分析指标统计，生成多目标害虫行为结果统计表；

6）、根据害虫行为结果统计表生成对应的害虫防治策略。

所述的步骤3）中判定为多目标害虫的具体过程为：

对步骤1）获得的目标框图采样连续n帧图像，对每一帧图像中的目标害虫信息进行统计，记为F={f1,f2,...,fn}；

式中，f代表每一帧检测出来的目标害虫位置信息的列表；

通过比较相邻两帧之间F中列表长度，连续n-2帧目标害虫位置信息的列表长度相同时，确定图像中的目标害虫数量为实际储粮害虫的数量。

所述的步骤5）的具体步骤为：

将目标害虫的编号以及坐标信息，记为字典d{1:[(x1,y1),…],…}，根据字典d中每个目标害虫编号对应的坐标信息，画出其运动轨迹；

设置K近邻算法的K值为K=1，采用欧氏距离计算对储粮害虫的行进间距进行计算，即：

当出现目标害虫重叠的情况时，存在字典d中一个目标害虫的坐标未匹配；目标害虫数量增加后，使用KNN算法进行运算时会剩下一个目标害虫坐标信息与字典d中坐标信息未匹配，若此目标害虫的坐标与之前消失目标害虫的坐标的欧式距离小于阈值ε，判定该目标害虫为重叠的目标害虫，将其新坐标加入字典d中对应储粮害虫编号的列表中；