[发明专利]立体多光谱昆虫辨识装置及其识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及昆虫识别技术领域，特别涉及一种立体多光谱昆虫辨识装置及其识别方法。

背景技术

在日常出入境植物检疫工作中，往往需要对货物进行检查，发现并捕捉其中的害虫，防止害虫随货物及运输工具传入国内，造成农林业的巨大损失。

由于很多害虫具有保护色，在普通白光下昆虫体色与货物相近，或者虫体斑驳的色彩与货物斑驳的色彩容易混淆，导致害虫难于被发现。目前查验时，敞开位置的货物靠日光或灯光照明，封闭位置的货物靠手电筒照明，其使用的光线均为白光，受到昆虫与背景混淆因素的干扰，无法提高害虫检出率。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种立体多光谱昆虫辨识装置及其识别方法，利用特定波长光线照射，使昆虫明显地区别于背景，从而提高昆虫检出率。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种立体多光谱昆虫辨识装置，包括：手持探头和用于接收左、右视频图像形成立体图像的双通道视频眼镜，所述手持探头上设置有用于获取左视频图像的第一摄像头、用于获取右视频图像的第二摄像头、第一视频接口、第二视频接口、白光灯、至少一个用于输出最大差异谱范围内的光线的LED灯、用于控制白光灯的亮灭及明暗状态的第一开关电位器、用于控制LED灯的亮灭及明暗状态的第二开关电位器，及电池；所述第一摄像头的视频传输线通过第一视频接口连接双通道视频眼镜，第二摄像头的视频传输线通过第二视频接口连接双通道视频眼镜，所述电池的正极连接第一摄像头的正极和第二摄像头的正极，第一摄像头的负极和第二摄像头的负极连接电池的负极；所述电池的正极通过第一开关电位器连接白光灯正极、还通过第二开关电位器连接LED灯的正极，所述白光灯的负极和LED灯的负极连接电池的负极；

所述的立体多光谱昆虫辨识装置还包括处理设备，用于根据昆虫和背景物的可见光-近红外反射光谱，获取昆虫与背景物的可见光-近红外反射光谱的差异谱，求取差异谱峰值的预设范围的波长。

所述的立体多光谱昆虫辨识装置中，所述手持探头包括第一安装座、第二安装座和第三安装座，所述第一安装座和第二安装座与第三安装座卡合；所述第一摄像头装设于所述第一安装座上，第二摄像头装设于所述第二安装座上，所述第一视频接口、第二视频接口、白光灯、LED灯、第一开关电位器、第二开关电位器和电池均安装在第三安装座上。

所述的立体多光谱昆虫辨识装置，还包括体视架，所述体视架包括支撑架和与支撑架垂直的安装架，所述第三安装座装设于安装架的中间，所述第一安装座和第二安装座与第三安装座装分离，并安装在安装架的两侧。

所述的立体多光谱昆虫辨识装置中，在第一摄像头的正极和第二摄像头的正极与电池的正极之间，或者在第一摄像头的负极和第二摄像头的负极与电池的负极之间，串联有摄像头电源开关。

所述的立体多光谱昆虫辨识装置中，所述手持探头上还设置有感光头和三极管；所述感光头的一端连接电池的正极，感光头的另一端连接三极管的基极，所述三极管的集电极连接电池的正极，三极管的发射极连接LED灯的正极。

所述的立体多光谱昆虫辨识装置中，所述第一摄像头和第二摄像头为可接收从可光见至近红外波段光线的摄像头。

一种采用上述的立体多光谱昆虫辨识装置的识别方法，其包括：

A、通过可见光-红外分光光度计采集昆虫和背景物的可见光-近红外反射光谱，保存到数据库；

B、获取昆虫与背景物的可见光-近红外反射光谱的差异谱，求取差异谱峰值范围的波长；

C、根据所述峰值范围的可见光-近红外波长，在所述手持探头上安装位于所述峰值范围的波长的LED灯；

D、关闭白光灯，启动LED灯照射待测物体；

E、由第一摄像头和第二摄像头分别获取左、右视频图像，并传输至双通道视频眼镜中形成立体图像。

所述的识别方法中，所述步骤B具体包括：

B1、分别求取同种昆虫和背景物的多个个体在同一波长下的平均反射率；

B2、根据所述平均反射率计算某种昆虫或某种背景物在各波长下的平均反射光谱，形成平均反射谱曲线；

B3、求取某种昆虫与某种背景物的平均反射光谱的差异，计算某一波长下昆虫与背景物的平均反射率的差值，形成昆虫与背景物的差异谱；

B4、获取差异谱的峰值，及峰值数值10%范围所在的波长范围，保存到数据库中。