一种研究昆虫趋光行为特性的装置及方法

摘要

本申请公开了一种研究昆虫趋光行为特性的装置及方法，该装置包括：昆虫养殖装置、半导体光源、视频采集模块以及处理器。其中，昆虫养殖装置包括多个观察室，且各个观察室内设置有波长和光照强度可调的半导体光源，从而可以使各个观察室内的半导体光源，直接发出各个观察室内所需波长或光照强度的光线，提高了研究结果的准确性。而且，本发明实施例所提供的技术方案中，设置在第二通孔处用于采集昆虫活动视频图像的视频采集模块，可以对各个观察室内的昆虫进行360°实时观察，从而可以连续或实时获得昆虫在不同光谱、光照强度下的行为，为分析昆虫在不同光谱和光照强度下的行为时，提供了可靠的数据。

说明书

技术领域

本发明涉及农业昆虫学研究领域，尤其涉及一种研究昆虫趋光行为特性 的装置及方法。

背景技术

趋光性是众多夜行昆虫的重要生态学特征之一。《中国农林百科全书》昆 虫卷中将昆虫的趋光性归为昆虫的趋性范畴，是昆虫对环境条件的选择性， 也是昆虫在长期适应环境过程中形成的本能。由于昆虫的趋光性在害虫的预 测、预报与防治中具有十分重要的地位和作用，数十年来，国内外学者就昆 虫的趋光性与不同的光谱、光照强度之间的关系，昆虫的趋光性的生理基础， 以及昆虫趋光性的机制、本质等诸多方面进行了广泛而深入的研究。

然而，现有技术中研究昆虫的趋光性与不同的光谱、光照强度之间的关 系时，实验装置和方法精度较低，导致研究结果不准确。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种研究昆虫趋光行为特性 的装置和方法，以克服现有技术中研究昆虫的趋光性与不同的光谱、光照强 度之间的关系时，实验装置和方法精度较低的问题，提高研究结果的准确性。

为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种研究昆虫趋光行为特性的装置，包括：

昆虫养殖装置，所述昆虫养殖装置为透气性装置，包括：相互嵌套且两 端平齐的不透光内壳和不透光外壳、完全覆盖所述内壳和外壳两端的不透光 顶盖和不透光底盖、以及将所述内壳、外壳、顶盖和底盖所构成的环形空间 等分成多个观察室的不透光隔离板，其中，所述内壳下端与所述各个观察室 之间，以及所述隔离板与底盖之间具有供昆虫穿梭第一通孔，所述隔离板与 顶盖之间具有第二通孔；

设置在各个观察室内波长和光照强度可调的半导体光源；

设置在第二通孔处用于采集昆虫活动视频图像的视频采集模块；

控制所述半导体光源的波长和/或光照强度，以及获取并分析所述视频采 集模块信息的处理器。

优选的，所述处理器包括：

与所述半导体光源相连，调节所述半导体光源，使各个观察室内待测点 的光照强度与预设的光照强度相一致的第一处理器；

与所述视频采集模块相连，从所述视频采集模块采集的昆虫活动视频图 像中提取活动昆虫的视频图像序列，以及根据所述活动昆虫的视频图像序列 和预先获得的描述昆虫活动行为的状态参数建立隐马尔科夫模型，并根据隐 马尔科夫模型获得昆虫行为状态序列的第二处理器。

优选的，还包括：

与所述处理器相连，记录昆虫行为状态序列的存储器。

优选的，所述存储器包括：

记录过激反应昆虫行为状态序列和正常反应昆虫行为状态序列的第一存 储器；

记录昆虫当前行为状态序列分别与所述第一存储器中过激反应昆虫行为 状态序列和正常反应昆虫行为状态序列的比较结果的第二存储器。

优选的，还包括：

与所述视频采集模块相连，将所述视频采集模块采集的昆虫活动视频图 像上传至远程数据中心的通讯装置。

优选的，所述半导体光源包括：

用于为植物提供光能，使其在封闭空间内能够生长的第一半导体光源； 和，

至少一种用于诱虫和/或驱动的第二半导体光源。

优选的，所述昆虫养殖装置还包括：设置于所述外壳侧壁以及所述隔离 板侧壁上的荧光布。

优选的，所述昆虫养殖装置还包括：开设在所述外壳上的送料口和用于 密封所述送料口的遮挡板。

一种研究昆虫趋光行为特性的方法，应用于权利要求1所述装置，包括：

预设各个观察室内半导体光源的光照强度或波长；

将待研究的昆虫放置于所述内壳的内部腔室中，以便所述待研究的昆虫 通过所述第一通孔穿梭至各个观察室中；

开启视频采集模块，以使所述视频采集模块采集在各个观察室中的昆虫 活动的视频图像；

控制所述半导体光源的光照强度或波长，并对所述视频采集模块采集到 的图像信息进行分析。

优选的，控制所述半导体光源的光照强度或波长包括：

调节所述半导体光源，使各个观察室内待测点的光照强度与预设的光照 强度相一致。

优选的，对所述视频采集模块采集到的图像信息进行分析包括：

从所述视频采集模块实时采集的昆虫活动视频图像中提取活动昆虫的视 频图像序列；

根据所述活动昆虫的视频图像序列和预设的描述昆虫活动行为的状态参 数，建立隐马尔科夫模型；

根据隐马尔科夫模型，获得昆虫当前行为状态序列。

优选的，所述预设的描述昆虫活动行为的状态参数根据昆虫养殖装置中 昆虫活动行为特征参数计算得到。

优选的，还包括：

预先存储过激反应昆虫行为状态序列和正常反应昆虫行为状态序列；

记录昆虫当前行为状态序列分别与所述过激反应昆虫行为状态序列和正 常反应昆虫行为状态序列的比较结果。

优选的，还包括：将所述视频采集模块采集的昆虫活动视频图像上传至 远程数据中心。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明实施例所提供的技术方案中，昆虫养殖装置包括多个观察室，且 各个观察室内设置有波长和光照强度可调的半导体光源，从而可以使各个观 察室内的半导体光源，直接发出各个观察室内所需波长或光照强度的光线， 解决了现有技术方案中，利用对人工光源进行过滤和调节，获得所需波长或 强度时，精度较低的问题，提高了研究结果的准确性。而且，本发明实施例 所提供的技术方案中，设置在第二通孔处用于采集昆虫活动视频图像的视频 采集模块，可以对各个观察室内的昆虫进行360°实时观察，从而可以连续或 实时获得昆虫在不同光谱、光照强度下的行为，为分析昆虫在不同光谱和光 照强度下的行为时，提供了可靠的数据。

附图说明

图1为本发明实施例一所提供的研究昆虫趋光行为特性的装置的结构示 意图；

图2为本发明实施例一所提供的昆虫养殖装置的结构示意图；

图3为本发明实施例二所提供的研究昆虫趋光行为特性的方法的流程示 意图；

图4为本发明实施例三所提供的研究昆虫趋光行为特性的方法的流程示 意图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，现有技术中研究昆虫的趋光性与不同的光谱、 光照强度之间的关系时，实验装置和方法精度较低，导致研究结果不准确。

发明人研究发现，现有技术中研究昆虫的趋光性与不同的光谱、光照强 度之间的关系时，实验装置中的人工光源主要为白炽灯或荧光灯。而在利用 该光源研究昆虫的趋光性与不同光谱、光照强度的光源之间的关系时，通常 是使用不同颜色的网片，或由远镜组、干涉滤光片、中性衰减片、反射镜、 毛玻璃等组成的光路对该光源进行滤光，从而得到所需波长的光谱，并通过 调压变压器调节人工光源的光源强度。

然而，白炽灯或荧光灯光源强度的调节精度不够，使得所滤出的光谱宽 度在30nm左右，使得现有技术中的实验方法精度较低，导致研究结果不准确。 而且，在通过调节变压器调节该人工光源的光源强度过程中，光源的光谱会 发生偏移，也会使得现有技术中的实验方法精度较低，从而进一步降低研究 结果的准确性。

此外，现有技术中的实验方法，对昆虫在不同光谱、光照强度下的行为 缺乏连续或实时的观察，导致在分析昆虫在不同光谱和光照强度下的行为时， 缺乏可靠的数据。

有鉴于此，本发明提供了一种研究昆虫趋光行为特性的装置和方法，以 克服现有技术中研究昆虫的趋光性与不同的光谱、光照强度之间的关系时， 实验装置和方法精度较低的问题，提高研究结果的准确性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图 对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够 以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本 发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

实施例一：

如图1所示，本发明实施例提供了一种研究昆虫趋光行为特性的装置， 包括：

昆虫养殖装置，所述昆虫养殖装置为透气性装置，如图2所示，包括： 相互嵌套且两端平齐的不透光内壳101和不透光外壳102、完全覆盖所述内壳 101和外壳102两端的不透光顶盖103和不透光底盖104、以及将所述内壳101、 外壳102、顶盖103和底盖104所构成的环形空间等分成多个观察室的不透光 隔离板105，为了清楚的显示分隔板105，图2中将分隔板105涂黑了。其中， 所述内壳101下端与所述各个观察室之间，以及所述隔离板105与底盖104 之间具有供昆虫穿梭第一通孔（图中未示出），所述隔离板与顶盖之间具有第 二通孔（图中未示出）；且在本发明的一个实施例中，所述第一通孔沿所述底 盖104到顶盖103方向上的高度优选为10㎝，所述第二通孔沿所述底盖104 到顶盖103方向上的高度优选为20㎝但本发明对此并不做限定。

由于所述昆虫养殖装置的内壳101、外壳102、顶盖103、底盖104以及 隔离板105的材料均为不透光材料，因此，所述昆虫养殖装置为一个密闭的 暗室。在具体应用时，所述内壳101的内部腔室中放置有待研究的昆虫，各 个观察室内放置有为待研究昆虫提供栖息地的植物，且所述内壳101下端与 所述各个观察室之间，以及所述隔离板105与底盖104之间具有供昆虫穿梭 第一通孔，从而使得待研究的昆虫可以在所述昆虫养殖装置的内部腔室和各 个观察室之间自由穿梭。

在本发明的一个实施例中，所述昆虫养殖装置的结构框架由钢管或铝合 金管或PVC材质管拼接构成，所述昆虫养殖装置的结构框架中的其余部分由 不透明材料构成。为保证所述昆虫养殖装置为透气性装置，在本发明的一个 实施例中，所述外壳102可以为透气性结构，如固定在所述顶盖103与底盖 104外围的黑色纱布，也可以为由透气性部分和不透气性部分组成的整体结 构，在本发明的另一个实施例中，所述顶盖102可以为透气性结构，如固定 在所述外壳102顶端的黑色纱布，在本发明的其他实施例中，也可以为所述 昆虫养殖装置中的其他部件为透气性结构，本发明对此并不做限定，只要能 够保证所述昆虫养殖装置与外界环境能够进行空气交换即可。

在本发明的一个实施例中，所述昆虫养殖装置优选为六棱柱型，包括六 个观察室，其中，所述外壳102的俯视图优选为边长160㎝的正六边形，所 述内壳101的俯视图优选为边长60㎝的正六边形，所述底盖104到顶盖103 之间的距离优选为200㎝，在本发明的其他实施例中，所述昆虫养殖装置还 可以为圆柱形、七棱柱形、八棱柱形等等，其所包括的观察室的数量可以为 七个、八个等等，本发明对此并不做限定，视具体的研究需求而定。

在本发明的一个实施例中，所述底盖104为可活动式，能够打开和关闭， 方便添加食物和水，在本发明的另一个实施例中，所述昆虫养殖装置还包括： 开设在所述外壳102上的送料口和用于密封所述送料口的遮挡板，以便在保 证所述昆虫养殖装置不透光的情况下，方便更换所述昆虫养殖装置中的食物 和水，以保证待研究昆虫的食物供给。

设置在各个观察室内波长和光照强度可调的半导体光源，所述半导体光 源的波长范围在200nm-700nm之间；

所述半导体光源包括用于为植物提供光能，使其在封闭空间内能够生长 的第一半导体光源，和至少一种用于诱虫和/或驱动的第二半导体光源。由于 待研究的昆虫可在所述昆虫养殖装置的内部腔室和各个观察室中自由活动， 所以所述昆虫养殖装置的内部腔室和各个观察室中均放置有供待研究昆虫栖 息的植物，相应的所述昆虫养殖装置的内部腔室和各个观察室中均设置有为 植物提供光能，使其在封闭空间内能够生长的第一半导体光源。为了便于研 究待研究昆虫的趋光性，所述昆虫养殖装置的各个观察室中均设置有第二半 导体光源，各个观察室中所述第二半导体光源的波长或光照强度不同，且各 个观察室中的第二半导体光源相互隔离，以避免相邻观察室内第二半导体光 源的交叉影响。

需要说明的是，用于诱虫的第二半导体光源和用于驱动的第二半导体光 源，其光谱组成成分并不相同，在本发明的一个实施例中，所述半导体光源 可以包括至少一个用于诱虫的第二半导体光源，在本发明的另一个实施例中， 所述半导体光源可以包括至少一个用于驱虫的第二半导体光源，在本发明的 第三实施例中，所述半导体光源可以包括至少一种用于诱虫和驱动的第二半 导体光源，本发明对此并不做限定。

在本发明的一个实施例中，所述第二半导体光源的光色可以为暖白光（色 温3200K-6000K及3200K以下）、正白光（6000K-6500K）或者冷白光 （6500K-7000K及7000K以上），紫光(370nm-420nm)、蓝光(420nm-500nm)、 绿光(500nm-560nm)、黄光(560nm-590nm)、橙光(59lnm-610nm)、红光 (620nm-700nm)六种颜色。所述第一半导体光源由红、蓝两种波长的半导体光 源组成。在本发明实施例中，所述第二半导体光源，可以直接发出各个观察 室内所需波长或光照强度的光线，从而解决了现有技术方案中，利用对人工 光源进行过滤和调节，获得所需波长或强度时，精度较低的问题，提高了研 究结果的准确性。

优选的，所述半导体光源可以包括二极管，所述二极管优选为发光二极 管或激光二极管，其中发光二极管包括有机发光二极管和无机发光二极管。

需要说明的是，在本发明的一个实施例中，所述昆虫养殖装置还包括： 设置于所述外壳102侧壁以及所述隔离板105侧壁上的荧光布，以使得所述 观察室内的光照分布更加均匀。优选的，设置在所述外壳102侧壁上的荧光 布为全封闭式，使所述昆虫养殖装置与外界环境完全隔离，大小为160㎝*180 ㎝。

设置在第二通孔处用于采集昆虫活动视频图像的视频采集模块；

由于所述视频采集模块设置在所述第二通孔处，而所述第二通孔设置于 隔离板105与顶盖103之间，因此，每个视频采集模块均可采集到相邻两个 观察室内，待研究昆虫的活动情况，从而使得本发明所提供的装置可以实现 对待研究昆虫的360°连续、实时观察，进而为研究待研究昆虫在不同光谱或 光照强度下的行为，提供了可靠的数据。

在本发明的一个实施例中，所述视频采集模块可以为摄像头，优选为 OV7620摄像头，OV7620摄像头是一款高度集成和高分辨率的CMOS图像传感 器，支持YCbCr和RGB数据格式输出，分辨率为640×480。

OV7620摄像头内部的可编程功能寄存器设置有上电模式和SCCB编程模 式。本发明实施例可以采用SCCB编程模式，SCCB编程模式可以连续扫描8位 RGB数据输出。SCCB是简化的I2C协议，SIO-0是串行双向数据线，SIO-1是 串行时钟输入线，相当于I2C协议中的SCL和SDA。SCCB总线时序与I2C基 本相同，一个传输单元的第9位为它的响应信号ACK，分为NA位和Don’t care 位。NA位由主机产生，Don’t care位由从机产生，由于SCCB不支持对多字 节的连续读写，NA位必须保持高电平。另外，在SCCB中没有重复起始的概念， 因此在SCCB读周期中，当主机发送片内寄存器的地址之后，必须发送总线停 止条件，不然发送读命令时，从机将不能正确产生Don’t care响应信号。

控制所述半导体光源的波长和/或光照强度，以及获取并分析所述视频采 集模块信息的处理器。

在本发明一个实施例中，所述处理器包括：

与所述半导体光源相连，调节所述半导体光源，使各个观察室内待测点 的光照强度与预设的光照强度相一致的第一处理器；

与所述视频采集模块相连，从所述视频采集模块采集的昆虫活动视频图 像中提取活动昆虫的视频图像序列，以及根据所述活动昆虫的视频图像序列 和预先获得的描述昆虫活动行为的状态参数建立隐马尔科夫模型，并根据隐 马尔科夫模型获得昆虫行为状态序列的第二处理器。

优选的，所述第一处理器包括与所述半导体光源相连的光源驱动模块、 与所述光源驱动模块相连的嵌入式处理模块，以及与所述嵌入式处理模块相 连的光照强度传感模块。

其中，所述嵌入式处理模块智能化控制所述第二半导体光源的光照时间 与光照强度，并通过所述光源驱动模块对所述第二半导体光源进行驱动。具 体的，所述嵌入式处理模块通过控制所述第二半导体光源，在一个光照周期 内的光频闪时间，实现不同光脉冲周期间光照强度的变化，从而利用光脉冲 照射研究影响光脉冲对于昆虫的滞育性。

所述光照强度传感模块可上下左右移动测定待研究昆虫的高度和其所在 平面上的光照强度，并将测定数据上传到嵌入式处理模块，当待研究昆虫的 高度和其所在平面上的光照强度与设定光照强度值不一致时，自动调整所述 光源驱动模块的占空比和PWM信号，从而使其光照强度达到设定值。

优选的，所述第一处理器与所述第二处理器可以是高性能、低功耗的8位 ATm ega16单片机，该单片机具有如下特点：16k字节的系统内可编程 Flash(具有同时读写的能力);512字节EEPROM;1k字节SRAM;32个通用I/O 口线;32个通用工作寄存器,用于边界扫描的JTAG接口,支持片内调试与 编程,3个具有比较模式的灵活的定时器/计数器;可编程串行接口;低功耗 空闲和掉电方式等,支持C语言编程。同时内置模数转换,在连接外部电路 时可省去外部模数转换电路。下位机程序要求完成数据的采集、转换以及与 上位机的通讯等功能。程序应包括主程序初始化、检测程序、测量子程序和 串行通讯程序。上位机要求实现人机交互的界面,建立数据库。ATm ega16内 置的RC振荡线路可产生1M,2M,4M,8M的振荡频率,但在要求较高场合一般 使用外部晶振线路。Y1为石英晶体振荡器,C15和C16为容值相等的两个电 容,单片机采用+5V电压供电,并在P7口接入上拉电阻和一个发光的二极 管,起到电源指示作用。

采用ATm ega16微处理器,结合视频采集模块，实时观测待研究昆虫在 不同波长光下的行为;采用功能模块方式进行软、硬件的设计，能将测量数 据通过串行通信送往单片机。

在本发明的一个实施例中，所述研究昆虫趋光行为特性的装置还包括： 与所述处理器相连，记录昆虫行为状态序列的存储器。优选的，所述存储器 包括：记录过激反应昆虫行为状态序列和正常反应昆虫行为状态序列的第一 存储器；和记录昆虫当前行为状态序列分别与所述第一存储器中过激反应昆 虫行为状态序列和正常反应昆虫行为状态序列的比较结果的第二存储器。

在本发明的另一个实施例中，所述研究昆虫趋光行为特性的装置还包括： 与所述视频采集模块相连，将所述视频采集模块采集的昆虫活动视频图像上 传至远程数据中心的通讯装置。优选的，所述通讯装置可以通过有线或无线 网络，将所述视频采集模块采集的昆虫活动视频图像上传至远程数据中心， 从而可以在远程数据中心，对所采集到的昆虫活动视频图像进行分析，得到 昆虫当前行为状态序列。

需要说明的是，所述通讯装置不仅可以在某个单一网络接入模式进行实 时视频传输，也可以在任意两种网络组合模式(主要是WLAN/WCDMA、CDMA2000 TD-SCDMA和WLAN/GPRS TD-LTE网络)，或四种网络组合模式条件下进行视频 传输，以获得最佳的视频传输效果。

综上所述，本发明实施例所提供的研究昆虫趋光行为特性的装置中，昆 虫养殖装置包括多个观察室，且各个观察室内设置有波长和光照强度可调的 半导体光源，从而可以使各个观察室内的半导体光源，直接发出各个观察室 内所需波长或光照强度的光线，解决了现有技术方案中，利用对人工光源进 行过滤和调节，获得所需波长或强度时，精度较低的问题，提高了研究结果 的准确性。而且，本发明实施例所提供的技术方案中，设置在第二通孔处用 于采集昆虫活动视频图像的视频采集模块，可以对各个观察室内的昆虫进行 360°实时观察，从而可以连续或实时获得昆虫在不同光谱、光照强度下的行 为，为分析昆虫在不同光谱和光照强度下的行为时，提供了可靠的数据。

实施例二：

本发明提供了一种利用实施例一中所提供的装置研究昆虫趋光行为特性 的方法，如图3所示，包括：

步骤101：预设各个观察室内半导体光源的光照强度或波长：将各个观察 室内的第二半导体光源的光照强度固定为同一光照强度，预设各个观察室内 半导体光源的波长，使得各个观察室内的第二半导体光源的光色分别为红色、 黄色、绿色、蓝色、紫色和白色，所述第一半导体光源只要能用于为植物提 供光能，使其在封闭空间内能够生长即可，本发明对此不做限定。

步骤102：在所述内壳的内部腔室和各个观察室内同一个位置分别放置相 同且等量的新鲜事物和水，并定时补充。将待研究的昆虫放置在所述内壳的 内部腔室中，以便所述待研究的昆虫通过所述第一通孔穿梭至各个观察室中， 让其在所述内壳的内部腔室和各个观察室之间自由活动。

步骤103：开启视频采集模块，利用所述视频采集模块监控待研究昆虫在 各个观察室内的活动情况，以使所述视频采集模块采集在各个观察室中的昆 虫活动的视频图像，并将所采集到的视频图像上传至上位机（计算机、平板 电脑）中的第二处理器。

步骤104：控制所述半导体光源的光照强度或波长，并对所述视频采集模 块采集到的图像信息进行分析，得到待研究昆虫的光喜好特性以及在各种波 长光下的行为特性的结果。其中，对所述视频采集模块采集到的图像信息进 行分析的内容包括：所述第二半导体光源在不同光照隔间内停留的时间，待 研究昆虫在不同光照隔间之间穿梭次数，待研究昆虫睡觉时选择的光照隔间 的情况，待研究昆虫在吸食时对光照隔间的选择情况，待研究昆虫交配和产 卵的情况，待研究昆虫在不同光照隔间的运动轨迹、植株的停留位置等。

由于各个观察室内第二半导体光源的波长已经设定，在本发明的一个实 施例中，控制所述半导体光源的光照强度或波长包括：

步骤10401：通过第一处理器中的光源驱动模块为所述第二半导体光源提 供驱动信号；

步骤10402：利用第一处理器中的嵌入式处理模块智能化控制所述第二半 导体光源的光照时间与光照强度，具体为：通过控制所述第二半导体光源， 在一个光照周期内的光频闪时间，实现不同光脉冲周期间光照强度的变化， 从而利用光脉冲照射研究影响光脉冲对于昆虫的滞育性；

步骤10403：利用第一处理器中的光照强度传感模块上下左右移动测定待 研究昆虫的高度和其所在平面上的光照强度，并将测定数据上传到嵌入式处 理模块，当待研究昆虫的高度和其所在平面上的光照强度与设定光照强度值 不一致时，自动调整所述光源驱动模块的占空比和PWM信号，从而使其光照 强度达到设定值。

本发明实施例中对所述视频采集模块采集到的图像信息进行分析包括：

步骤10411：从所述视频采集模块实时采集的昆虫活动视频图像中提取活 动昆虫的视频图像序列；

步骤10412：根据所述活动昆虫的视频图像序列和预设的描述昆虫活动行 为的状态参数，建立隐马尔科夫模型；

步骤10413：根据隐马尔科夫模型，获得昆虫当前行为状态序列。

在本发明的一个实施例中，所述预设的描述昆虫活动行为的状态参数根 据昆虫养殖装置中昆虫活动行为特征参数计算得到，包括：定义所述昆虫养 殖装置中待研究昆虫的活动行为特征参数；将待研究昆虫的活动行为特征参 数，通过数据融合的方法，计算得到多个描述昆虫活动行为的状态参数，如 采食行为、交配行为和产卵行为等。

在本发明的一个实施例中，本发明实施例所提供的研究昆虫趋光行为特 性的方法还包括：

预先存储过激反应昆虫行为状态序列和正常反应昆虫行为状态序列；

将待研究昆虫当前行为状态序列分别与所述过激反应昆虫行为状态序列 和正常反应昆虫行为状态序列进行比较，并记录待研究昆虫当前行为状态序 列分别与所述过激反应昆虫行为状态序列和正常反应昆虫行为状态序列的比 较结果。

其中，所述预先存储过激反应昆虫行为状态序列和正常反应昆虫行为状 态序列包括：

在所述昆虫养殖装置中放置正常的昆虫，并让其在所述昆虫养殖装置中 正常生活；利用所述视频采集模块观察正常昆虫的活动行为，并利用第二处 理器从所述视频采集模块实时采集的正常昆虫的活动视频图像中，提取正常 昆虫的活动视频图像序列；根据所述正常昆虫的活动视频图像序列和预设的 描述昆虫活动行为的状态参数，建立隐马尔科夫模型；根据隐马尔科夫模型， 获得正常昆虫行为状态序列；

在所述昆虫养殖装置中放置过激反应的昆虫，并让其在所述昆虫养殖装 置中正常生活；利用所述视频采集模块观察过激反应昆虫的活动行为，并利 用第二处理器从所述视频采集模块实时采集的过激反应昆虫的活动视频图像 中，提取过激反应昆虫的活动视频图像序列；根据过激反应昆虫的活动视频 图像序列和预设的描述昆虫活动行为的状态参数，建立隐马尔科夫模型；根 据隐马尔科夫模型，获得过激反应昆虫行为状态序列。

对所述正常昆虫行为状态序列和过激反应昆虫行为状态序列进行存储。

在本发明的另一个实施例中，本发明所提供的研究昆虫趋光行为特性的 方法还包括：利用网络技术或视频信号传输技术，将所述视频采集模块采集 的昆虫活动视频图像上传至远程数据中心，在远程数据中心对所述视频采集 模块所采集到的视频图像进行分析，获得正常昆虫行为状态序列、过激反应 昆虫行为状态序列以及待研究昆虫当前行为状态序列，并将昆虫当前行为状 态序列分别与所述过激反应昆虫行为状态序列和正常反应昆虫行为状态序列 进行比较，得到比较结果。

本发明实施例所提供的研究昆虫趋光行为特性的方法中，各个观察室内 的半导体光源，直接发出各个观察室内所需波长或光照强度的光线，解决了 现有技术方案中，利用对人工光源进行过滤和调节，获得所需波长或强度时， 精度较低的问题，提高了研究结果的准确性。而且，设置在第二通孔处用于 采集昆虫活动视频图像的视频采集模块，可以对各个观察室内的昆虫进行 360°实时观察，从而可以连续或实时获得昆虫在不同光谱、光照强度下的行 为，为分析昆虫在不同光谱和光照强度下的行为时，提供了可靠的数据。

实施例三：

本发明提供了另一种利用实施例一中所提供的装置研究昆虫趋光行为特 性的方法，如图4所示，包括：

步骤201：预设各个观察室内半导体光源的光照强度或波长：将各个观察 室内的第二半导体光源固定为一个颜色，如白色，预设各个观察室内半导体 光源的光照强度，使得光照强度分别为0.1lux,1lux,10lx,20lx,30lx,其他 条件一致。

步骤202：在所述内壳的内部腔室和各个观察室内同一个位置分别放置相 同且等量的新鲜事物和水，并定时补充。将待研究的昆虫放置在所述内壳的 内部腔室中，以便所述待研究的昆虫通过所述第一通孔穿梭至各个观察室中， 让其在所述内壳的内部腔室和各个观察室之间自由活动。

步骤203：开启视频采集模块，利用所述视频采集模块监控待研究昆虫在 各个观察室内的活动情况，以使所述视频采集模块采集在各个观察室中的昆 虫活动的视频图像，并将所采集到的视频图像上传至上位机（计算机、平板 电脑）中的第二处理器。

步骤204：控制所述半导体光源的光照强度或波长，并对所述视频采集模 块采集到的图像信息进行分析，得到待研究昆虫对不同光照强度的趋避特性 以及在各种光照强度下的行为特性的结果。

本发明实施例所提供的研究昆虫趋光行为特性的方法中，各个观察室内 的半导体光源，直接发出各个观察室内所需光照强度的光线，解决了现有技 术方案中，利用对人工光源进行过滤和调节，获得所需波长或强度时，精度 较低的问题，提高了研究结果的准确性。而且，设置在第二通孔处用于采集 昆虫活动视频图像的视频采集模块，可以对各个观察室内的昆虫进行360°实 时观察，从而可以连续或实时获得昆虫在不同光谱、光照强度下的行为，为 分析昆虫在不同光谱和光照强度下的行为时，提供了可靠的数据。

综上所述，本发明所提供了一种研究昆虫趋光行为特性的装置和方法， 以克服现有技术中研究昆虫的趋光性与不同的光谱、光照强度之间的关系时， 实验装置和方法精度较低的问题，提高研究结果的准确性。对于精确研究昆 虫的趋光行为特性并探讨昆虫的视觉特性和行为机制、提高提高诱捕技术， 同时为解决农业生产中的光诱捕技术和与光照相关问题具有重要意义。

本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与 其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而 是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。