昆虫飞行信息自动化采集装置的设计

作     者：陆古月 邢强 赵蔚 马磊 张小萍 王文波 LU Gu-yue;XING Qiang;ZHAO Wei;MA Lei;ZHANG Xiao-ping;WANG Wen-bo

作者机构：南通大学机械工程学院江苏南通226019 南通大学信息科学技术学院江苏南通226019 南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2020YFB1313504) 

出 版 物：《工程设计学报》 (Chinese Journal of Engineering Design)

年 卷 期：2022年第29卷第5期

页      码：607-615页

摘      要：针对现有昆虫飞行信息采集方法中存在的采集数据量大、采集效率低和束缚实验对象等问题,设计了一种基于视觉检测技术的自动化采集装置。该装置主要包括障碍通道模块、运动触发采集模块、飞行轨迹信息模块和自动采集控制系统。首先,根据控制功能的需求设计了间隙控制器,采用激光测距传感器和步进电机等硬件实现了闭环控制;其次,采用STM32微控制器为控制终端,并结合运动方向检测算法触发Blackfly S USB3高速相机,实现昆虫在指定运动方向的序列图像采集;然后,利用开源计算机视觉库OpenCV分析采集的序列图像,获取昆虫的飞行轨迹信息;最后,通过嵌入式控制系统协调各模块之间的通信,以达到高效、稳定获取昆虫飞行信息的设计要求。为了验证该装置的适用性和准确率,选取中华蜜蜂进行穿越间隙的实验,实验结果表明:在静态环境中,该装置能获取完整、清晰的飞行序列图像,平均准确率达到73.24%,采集性能稳定,有效提升了采集效率。通过分析蜜蜂的飞行轨迹信息,推断出其识别间隙的机制与横向运动的幅度和速度存在联系,这为深度研究蜜蜂的飞行机制提供了支持。

主 题 词：自动化采集装置 蜜蜂行为学 图像采集 设计 

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.3785/j.issn.1006-754X.2022.00.069

馆 藏 号：203115396...