害虫每年对我国的十字花科蔬菜生产造成严重经济损失,如何科学、准确地进行害虫的实时测报成为各级政府和农业工作者十分紧迫的问题。然而,传统测报工作需要大量的人工实现害虫收集,并进行识别与计数,效率低下且费时费力。随着科技的发展进步,出现了一些害虫监测装置,特别是通过测报灯诱捕害虫,并由计算机完成害虫图像的采集、计数和识别工作。本文在现有灯光诱杀技术基础上,研究设计了一种可用于十字花科主要虫害测报的害虫自动收集装置,利用该装置可采集十字花科主要害虫图像并根据害虫图像实时情况进行翻转和震动动作,以提高图像采集的质量,从而提高害虫识别的准确性,进一步节省人力资源。本文主要工作包括:(1)自动收集装置整体设计,由杀虫模块、图像采集模块、智能采样盘模块、回收模块和控制系统组成。杀虫模块负责害虫的诱杀,图像采集模块负责拍摄害虫图像,智能采样盘模块负责提高害虫图像质量,回收模块负责回收图像采集后的害虫,控制系统负责给出各个模块的行动信号。(2)对装置的硬件部分进行实体建模并完成装配。其中包括内壁部件、外壁部件和采样盘部件的设计,随后还设计了震动功能的凸轮滑块机构,与保证震动和翻转的机构互不影响的联轴器。完成了电机种类及轴承等标准件的选取,模拟组装效果。调试修改参数后使用3D打印技术生产出装置实物,进行组合装配和调试工作。(3)害虫图像分割和重叠检测。分割根据昆虫在采样盘上姿态特点,提出一种基于全局对比度的图像分割方法,结合阈值迭代分割获得昆虫区域,计算昆虫比例,并控制采样盘翻转完成对昆虫的收集。以分割结果为依据,计算害虫面积比例。重叠检测利用Mean-shift聚类算法对图像去噪,使用小波变换提取图像中的轮廓细节,根据区域内的轮廓细节数量判断重叠程度,以此程度判断是否震动。(4)装置远程通讯和服务器交互设计。为了对装置进行远程控制,提高测报效率,给装置设计4G通讯功能,使装置在无人环境下也可通过网络实时传递农田、森林害虫信息。服务器端负责实时读取装置发送回的图像、时间地点及温湿度等信息,并通过GUI图形界面展示,使工作人员远程就可完成害虫监测和控制操作。本文设计制作了害虫自动收集装置,并完成了装置与服务器的信息交互。相比较于以往的人工收集及测报工作,使用该装置将大大降低对工作人员的素质需求以及工作难度,为偏远地区以及交通不便地区的虫害情况监测节省了大量时间,并为今后研究各类害虫的智能分类识别和植保人员的虫害测报工作提供了良好的基础。