一种柑橘黄龙病传媒木虱的监测及应急防控系统

本发明涉及植物保护领域，具体为一种柑橘黄龙病传媒木虱的监测及应急防控系统。

背景技术：

1、在柑橘种植过程中，黄龙病（huanglongbing, hlb）是为害最为严重的一种病害，一旦暴发，会导致相橘树大量黄化死亡，给种植户造成严重的经济损失。柑橘黄龙病广泛分布于亚洲、非洲、美洲及中国南方柑橘主产区，严重威胁着各产区柑橘产业，树体一旦染病只有被根除，俗称为柑橘“癌症”。田间主要通过媒介昆虫柑橘木虱进行传播和扩散，严重的制约柑橘产业的发展，甚者给柑橘产业带来毁灭性的危害。由于各地气候条件的差异，柑橘木虱每年的发生代数有所不同，一般为每年6~14代，根据柑橘木虱的虫龄不同可分为卵、若虫和成虫，其中成虫具有翅，易于在大风天气长距离迁移，造成hlb的大范围扩散。考虑到柑橘黄龙病主要是通过柏橘木虱传播的，因此要想进一步降低相橘黄龙病的发生概率，必须要加强对相橘木虱的防除，实现对相橘木虱的群防群控。

2、目前生产中对柑橘木虱的防控主要依据在人工调查的基础上分析虫情，继而整个果园普施农药来防控木虱种群数量，该方案存在以下问题：

3、（1）常造成虫情信息延后性和失去最佳的消杀木虱的防控时间；

4、（2）导致木虱由于没有及时消杀，种群数量急速扩增，蔓延至其他柑橘种植区域，造成更大的危害；

5、（3）整个果园普施农药导致果园农药用量大，存在环境污染和果实农药残留超标的隐患。

6、由于目前对于柑橘木虱的防治，并没有很好的产品和方法，因此本发明在此提出一种柑橘黄龙病传媒木虱的监测及应急防控系统。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是针对以上不足，基于当前日益成熟的人工智能技术，提出一种柑橘黄龙病传媒木虱的监测及应急防控系统，利用360度摄像头结合人工智能图像识别技术实现柑橘木虱的智能监测及识别，在柑橘木虱的防控、防治上实现早预防及精准给药，从而精准监测柑橘木虱的入侵和种群扩散，并将入侵的零星木虱及时消杀，阻止黄龙病扩散。该发明系统能实现入侵柑橘木虱的智能化精准监测，且一旦监测到木虱，立即预警并启动无人机施药，及时对入侵的柑橘木虱进行消杀，实现果园柑橘木虱的零发生，保障柑橘产业的健康发展。

2、为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案为：本发明所涉及柑橘黄龙病传媒木虱的监测及应急防控系统，包括视频采集、图像识别、控制台、预警和无人机飞防模块，其特征在于：所述视频采集模块采集果园外围及内部的实时图像，并实时传送给所述图像识别模块，所述图像识别模块基于图像识别训练样本集对获取的图像进行识别判断，识别结果反馈给所述控制台，所述控制台根据反馈结果决定是否发出预警及飞防指令，所述无人机飞防模块在接收到指令后即携带药箱起飞至发现木虱区域施药杀灭木虱。

3、木虱监测及应急防控系统，其特征在于：所述视频采集模块包括视频输入、计算机、视频存储、视频显示、视频输出、鼠标键盘。所述视频输入采用360度无死角摄像头进行图像采集并输入到所述计算机，摄像头布置在果园外围及内部若干点位，根据柑橘果园场地环境、摄像头视场大小等因素，确定摄像头安装数量和空间分布，并对每个摄像头进行编号。所述计算机用于视频数据处理及与显示、存储等设备通信，所述计算机可以是台式机或笔记本，所述视频存储用于存储采集到的图像，所述存储器可以是大容量的机械硬盘或固态硬盘，所述计算机安装有数据传输接口，如usb口或网线接口等，所述视频输出通过所述计算机的接口将获得的图像数据传输给所述图像识别模块，所述视频显示连接到所述计算机用于实时显示采集到的视频图像，所述鼠标键盘用于操作所述计算机。

4、所述图像识别模块对接收到的图像进行木虱识别并输出识别结果，所述图像识别模块包括输入接口、人工智能芯片、输出接口，所述人工智能芯片在使用前先用大量木虱图像样本集进行训练，样本集可以提前在果园各个区域进行采集，采集的图像应包含木虱特征信息，所述输入接口用于接收所述视频输出传输的图像数据并输入到所述人工智能芯片，所述人工智能芯片基于图像识别训练样本集对接收到的图像进行识别，如识别结果为未发现木虱则跳过该图像，如识别为发现木虱，则保存该图像并记录图像来源即摄像头编号，所述输出接口用于在发现木虱入侵时输出入侵信号及摄像头编号等信息，所述输入接口和输出接口可以是usb接口或串口或网线接口。

5、所述控制台包含数据输入端、控制器、无线通信模块、指令输出端，所述数据输入端用于接收所述图像识别模块输出的入侵信号及摄像头编号等信息，所述控制器可采用单片机生成预警和无人机飞防指令，所述指令输出端采用所述无线通信模块向果园管理人员发送预警信息并向无人机发送飞防指令，所述无线通信模块作为预警信息下传、指挥指令交互的通信接口用于与果园管理人员及无人机进行通信。

6、所述预警模块为图像识别到木虱入侵后由所述指令输出端所发送的预警信息，信息内容可由所述控制器的单片机编程生成。

7、所述无人机飞防模块在接收到飞防指令后即起飞，通过定位系统到达发现木虱的区域后打开药箱施药灭杀，施药范围及时长可由管理人员在控制台中设定，施药结束即飞回指定区域停放，所述药箱用于盛装杀灭木虱的药物如噻虫嗪等药剂，所述药箱连接有花洒喷头进行施药作业。

8、该系统具有360度实时监测、自动控制和无人机飞防等优点，因此，本发明将提供一种智能、高效、实时的木虱精准监测及防控系统，可在柑橘木虱的防控、防治上实现早预防并精准给药，避免了常规防治用药量大、污染大、效果差的缺点。

技术特征：

1.一种木虱监测及应急防控系统，包括视频采集、图像识别、控制台、预警和无人机飞防模块，其特征在于：所述视频采集模块采集果园外围及内部的实时图像，并实时传送给所述图像识别模块，所述图像识别模块基于图像识别训练样本集对获取的图像进行识别判断，识别结果反馈给所述控制台，所述控制台根据反馈结果决定是否发出预警及飞防指令，所述无人机飞防模块在接收到指令后即携带药箱起飞至发现木虱区域施药杀灭木虱。

2.一种如权利要求1所述的木虱监测及应急防控系统，其特征在于：应用于柑橘黄龙病传媒木虱的应急防控。

3.一种如权利要求1所述的木虱监测及应急防控系统，其特征在于：所述视频采集模块包括视频输入、计算机、视频存储、视频显示、视频输出、鼠标键盘。

4.一种如权利要求1所述的木虱监测及应急防控系统，其特征在于：所述图像识别模块对接收到的图像进行木虱识别并输出识别结果，所述图像识别模块包括输入接口、人工智能芯片、输出接口。

5.一种如权利要求1所述的木虱监测及应急防控系统，其特征在于：所述控制台包含数据输入端、控制器、无线通信模块、指令输出端，所述数据输入端用于接收所述图像识别模块输出的入侵信号及摄像头编号等信息，所述控制器可采用单片机生成预警和无人机飞防指令，所述指令输出端采用所述无线通信模块向果园管理人员发送预警信息并向无人机发送飞防指令，所述无线通信模块作为预警信息下传、指挥指令交互的通信接口用于与果园管理人员及无人机进行通信。

6.一种如权利要求1所述的木虱监测及应急防控系统，其特征在于：所述预警模块为图像识别到木虱入侵后由所述指令输出端所发送的预警信息，信息内容可由所述控制器的单片机编程生成。

7.一种如权利要求3所述的木虱监测及应急防控系统，其特征在于：所述视频输入采用360度无死角摄像头进行图像采集并输入到所述计算机，摄像头布置在果园外围及内部若干点位，根据柑橘果园场地环境、摄像头视场大小等因素，确定摄像头安装数量和空间分布，并对每个摄像头进行编号。所述计算机用于视频数据处理及与显示、存储等设备通信，所述计算机可以是台式机或笔记本，所述视频存储用于存储采集到的图像，所述存储器可以是大容量的机械硬盘或固态硬盘，所述计算机安装有数据传输接口，如usb口或网线接口等，所述视频输出通过所述计算机的接口将获得的图像数据传输给所述图像识别模块，所述视频显示连接到所述计算机用于实时显示采集到的视频图像，所述鼠标键盘用于操作所述计算机。

8.一种如权利要求4所述的木虱监测及应急防控系统，其特征在于：所述人工智能芯片在使用前先用大量木虱图像样本集进行训练，样本集可以提前在果园各个区域进行采集，采集的图像应包含木虱特征信息，所述输入接口用于接收所述视频输出传输的图像数据并输入到所述人工智能芯片，所述人工智能芯片基于图像识别训练样本集对接收到的图像进行识别，如识别结果为未发现木虱则跳过该图像，如识别为发现木虱，则保存该图像并记录摄像头编号，所述输出接口用于在发现木虱入侵时输出入侵信号及摄像头编号等信息，所述输入接口和输出接口可以是usb接口或串口或网线接口。

9.一种如权利要求1所述的木虱监测及应急防控系统，其特征在于：所述无人机飞防模块在接收到飞防指令后即携带药箱起飞，通过定位系统到达发现木虱的区域后打开药箱施药灭杀，施药范围及时长可由管理人员在控制台中设定，施药结束即飞回指定区域停放，所述药箱用于盛装杀灭木虱的药物如噻虫嗪等药剂，所述药箱连接有花洒喷头进行施药作业。

10.一种采用权利要求1-10任一所述的柑橘木虱监测及应急防控方法，工作时，所述视频采集模块采集果园外围及内部的实时图像，并实时传送给所述图像识别模块，所述图像识别模块基于图像识别训练样本集对获取的图像进行识别判断，如识别结果为未发现木虱则跳过该图像，如识别为发现木虱，则保存该图像并记录摄像头编号等信息，同时所述图像识别输出接口将入侵信号及摄像头编号等信息反馈给所述控制台，所述控制台根据反馈结果决定是否向果园管理人员发出预警信息及飞防指令，所述无人机飞防模块在接收到指令后即携带药箱起飞至发现木虱区域施药杀灭木虱。

技术总结
本发明公开一种柑橘黄龙病传媒木虱的监测及应急防控系统，所述系统包括视频采集、图像识别、控制台、预警和无人机飞防模块，其特征在于：所述视频采集模块采用360度无死角摄像头进行图像采集，摄像头布置在果园外围及内部若干点位，并对每个摄像头进行编号，所述视频采集模块采集实时图像，并实时传送给所述图像识别模块进行识别判断，如识别结果为未发现木虱则跳过该图像，如识别为发现木虱，则保存该图像并记录摄像头编号等信息，同时所述图像识别输出接口将入侵信号及摄像头编号等信息反馈给所述控制台，所述控制台根据反馈结果决定是否向果园管理人员发出预警信息及飞防指令，所述无人机飞防模块在接收到指令后即携带药箱起飞至发现木虱区域施药杀灭木虱。

技术研发人员：易龙,王兴权,周俊,黄爱军,胡威
受保护的技术使用者：赣南师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14