一种自主灭蚊装置及方法

技术领域

本发明涉及害虫防治技术领域，尤其涉及一种自主灭蚊装置及方法。

背景技术

目前，灭蚊器包括灭蚊拍、蚊虫诱导器(例如，通过灯光诱导，加装风扇风力收集)、电蚊片/液等。其中，灭蚊拍在杀灭蚊虫时，需要用户手持灭蚊拍朝蚊虫挥打，用户需要消耗一定的体力及脑力跟蚊虫斗智斗勇，非常不方便。而蚊虫诱导器或电蚊片/液，一般都是放置在固定的区域，由于其具有一定的功用范围，仅能杀灭某一区域内的蚊虫，从而可能造成某些区域达不到灭蚊虫要求，使用起来非常不方便，降低了用户体验。

在现有的设计方案中，采用多传感器融合侦测蚊子和多场作用消灭蚊子，但此方案在对蚊子进行定位时效率较低且精准性不够高，无法达到对蚊子进行精准高效灭杀的效果。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种自主灭蚊装置及方法，旨在解决现有技术中的蚊子侦测和消灭中定位准确性较低且灭杀效率较低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种自主灭蚊装置，其中，所述装置包括：

粗定位机构，所述粗定位机构用于收集目标的声场信息和/或获取目标的图像信息，并根据所述目标的声场信息和/或所述目标的图像信息对目标进行粗定位，得到目标的粗定位方向；其中，所述目标包括飞行虫类；

精定位机构，所述精定位机构与所述粗定位机构信号连接，用于根据所述目标的粗定位方向得到目标的成像信息，并根据所述目标的成像信息对所述目标进行精定位，得到目标的精确位置信息；

处理机构，所述处理机构与所述精定位机构连接，用于根据所述目标的精确位置信息对所述目标进行灭杀处理。

在一种实现方式中，所述粗定位机构包括：

声场采集系统，所述声场采集系统用于采集所述目标的声场信息，并根据所述目标的声场信息对目标进行粗定位，得到所述目标的粗定位方向；和/或

图像采集系统，所述图像采集系统用于采集所述目标的图像信息，并根据所述目标的图像信息对目标进行粗定位，得到所述目标的粗定位方向。

在一种实现方式中，所述声场采集系统包括：

麦克风结构，所述麦克风结构用于采集对应环境区域中目标的声音信息，并根据所述目标的声音信息对所述目标进行粗定位，得到所述目标的粗定位方向。

在一种实现方式中，所述图像采集系统包括：

广角相机系统，所述广角相机系统用于采集对应环境区域中目标的图像信息，并根据所述目标的图像信息对所述目标进行粗定位，得到所述目标的粗定位方向。

在一种实现方式中，所述广角相机系统，包括：

暗场成像光源，所述暗场成像光源用于朝目标发射光线；

广角相机，所述广角相机用于基于所述暗场成像光源发射的光线采集目标的图像信息，并对所述目标的图像信息进行识别，得到所述目标的粗定位方向。

在一种实现方式中，所述暗场成像光源包括：

第一光源结构，所述第一光源结构的朝向与所述广角相机的视场角朝向共线；和/或，

第二光源结构，所述第二光源结构的朝向与所述广角相机的视场角朝向之间的夹角大于0度。

在一种实现方式中，所述目标的精确位置信息为目标的方位角和天顶角；所述精定位机构包括：

机架；

高分辨率成像系统，所述高分辨率成像系统设置于所述支架，用于在所述所述目标的粗定位方向上对目标进行高精度成像，得到目标的方位角和天顶角。

在一种实现方式中，所述高分辨率成像系统包括：

光源结构，所述光源结构设置于所述机架，用于朝目标发射光线；

高分辨率相机，所述高分辨率相机设置于所述机架，用于根据所述光源结构发射的光线在所述目标的粗定位方向进行高精度成像，得到目标的成像信息，并对所述目标的成像信息进行识别，得到目标的方位角和天顶角；其中，所述目标的成像信息的分辨率大于目标的图像信息的分辨率。

在一种实现方式中，所述光源结构包括：

第三光源结构，所述第三光源结构的朝向与所述高分辨率相机的视场角朝向共线；和/或，

第四光源结构，所述第四光源结构的朝向与所述高分辨率相机的视场角朝向之间的夹角大于大于0度。

在一种实现方式中，所述机架包括：

云台，所述云台在水平面上360度旋转；

支架，所述支架在竖直面上与所述云台转动连接，所述高分辨率相机设置于所述支架。

在一种实现方式中，所述处理机构包括：

超声发射系统，所述超声发射系统用于将目标限制在目标区域内和/或对目标进行灭杀处理；

和/或，

激光发射系统，所述激光发射系统用于根据所述目标的方位角和天顶角对所述目标进行灭杀处理。

在一种实现方式中，所述超声发射系统包括：

超声发射阵列结构，所述超声发射阵列结构通过调整对应阵元的相位将对应阵元发出的声场朝向所述目标的粗定位方向，所述超声发射阵列结构用于将目标限制在目标区域内和/或对所述目标进行灭杀处理；其中，所述目标区域为环境区域内目标所在的位置。

在一种实现方式中，所述激光发射系统包括：

激光器，所述激光器用于发射激光消灭或损坏目标；

振镜结构，所述激光器朝向所述振镜结构的镜面一侧，所述振镜结构用于将所述激光器发出的激光对准目标所在的位置，以对目标进行灭杀处理。

在一种实现方式中，所述自主灭蚊装置还包括主控设备，所述主控设备与所述粗定位机构、所述精定位机构以及所述处理机构信号连接。

第二方面，本发明实施例提供一种根据上述方案任一项所述的自主灭蚊装置的自主灭蚊方法，其中，所述方法包括：

控制粗定位机构采集对应环境区域中目标的声音信息和/或图像信息；

根据目标的声音信息和/或图像信息对目标进行粗定位，得到目标的粗定位方向；

控制精定位机构对目标的粗定位方向进行对准并采集目标的成像信息；其中，所述目标的成像信息的分辨率大于目标的图像信息的分辨率；

根据目标的成像信息对目标进行识别和跟踪，得到目标的精确位置信息；

控制处理机构根据所述目标的精确位置信息，对所述目标进行灭杀处理。

在一种实现方式中，所述目标的精确位置信息为目标的方位角和天顶角；所述处理机构包括：超声发射阵列系统和激光发射系统；

所述控制处理机构根据所述目标的精确位置信息，对所述目标进行灭杀处理的步骤包括：

根据目标的方位角和天顶角，采用超声发射阵列系统将目标限制在目标区域内；其中，所述目标区域为环境区域内目标所在的位置；

根据精定位机构的识别到的方位角和天顶角对所述处理机构进行调节，得到激光光斑与目标在精定位图像信息中的误差；

根据激光光斑与目标在精定位图像信息中的误差，并通过振镜使得激光光斑击中目标，完成对目标进行灭杀处理。

有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种自主灭蚊装，所述装置包括：粗定位机构，用于根据目标的声音信息和/或图像信息对目标进行粗定位，得到目标的粗定位方向；其中，所述目标包括飞行虫类；精定位机构，与所述粗定位机构信号连接，用于根据所述目标的粗定位方向得到目标的成像信息，并根据所述目标的成像信息对所述目标进行精定位，得到目标的精确位置信息；处理机构，与所述精定位机构连接，用于根据所述目标的精确位置信息对所述目标进行灭杀处理。在本发明中，通过粗定位机构和精定位机构对蚊子进行快速准确地识别定位，确定蚊子的精确位置信息后配合处理机构对蚊子进行灭杀处理，提高蚊子侦测定位准确性与灭杀效率，增强灭蚊的可靠性与安全性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的自主灭蚊装置的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的自主灭蚊方法的蚊子灭杀处理流程图。

图3为本发明实施例提供的自主灭蚊方法的具体实施方式的流程图。标号说明：

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。

还需说明的是，本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

现有的设计方案中，大多采用多传感器融合侦测蚊子和多场作用消灭蚊子，但此方案在对蚊子进行定位时效率较低且精准性不够高，无法达到对蚊子进行精准高效灭杀的效果。

为了解决上述问题，本发明提供了一种自主灭蚊装置，能够对蚊子进行精准侦测和有效消灭，如图1所示，图1中括号中的标号标识该部件所属的机构，比如110(10)表示的是广角相机110属于粗定位机构10。该自主灭蚊装置包括：粗定位机构10、精定位机构20以及处理机构30。所述粗定位机构10用于根据声场定位获取目标的声音信息和/或获取目标的图像信息，并根据所述目标的声音信息和/或所述目标的图像信息对目标进行粗定位，得到目标的粗定位方。所述精定位机构20与所述粗定位机构10信号连接，用于根据所述目标的粗定位方向得到目标的成像信息，并根据所述目标的成像信息对所述目标进行精定位，得到目标的精确位置信息。所述处理机构30与所述精定位机构20连接，用于根据所述目标的精确位置信息对所述目标进行灭杀处理。本发明通过粗定位机构10和精定位机构20对蚊子进行快速准确地识别定位，确定蚊子的精确位置信息后配合处理机构30对蚊子进行灭杀处理，提高蚊子侦测定位准确性与灭杀效率，增强灭蚊的可靠性与安全性。

本发明中的目标包括飞行虫类，飞行虫类可以包括但不限于蚊子、苍蝇等，具体使用根据需求设置，本实施例的目标为蚊子。本发明利用目标的声场信息，也就是飞行虫类(例如蚊子)的特征频率(飞行虫类翅膀震动频率)；和/或目标的图像信息，也就是拍摄飞行虫类(例如蚊子)飞行时的图像；通过粗定位机构10对蚊子的声音信息和/或图像信息进行识别计算得到蚊子的粗定位方向，蚊子的粗定位方向也就是蚊子的粗略方位。接着，本发明再通过精定位机构20对粗定位方向的蚊子进行识别得到蚊子的成像信息，需要理解的是，粗定位机构10的朝向与精定位机构20的朝向不共线，通过粗定位机构10得到蚊子的粗略方位后，配合精定位机构20，得到蚊子的精确位置信息，蚊子的精确位置信息可以为蚊子的方位角和天顶角。最后根据蚊子的方位角和天顶角可快速调节处理机构30实现灭蚊。

示例性装置

在本实施例中，如图1所示，精定位机构20中的机架包括云台201和支架202，所述云台201可在水平面上360度旋转；所述支架202在竖直面上可与所述云台201转动连接。具体地，云台201与支架202组合形成二轴云台201也就是所述机架，通过二轴云台201配合高分辨率相机210组成精定位机构20，本实施例中的二轴云台201搭载精定位系统(即所述高分辨率相机210)和灭杀系统(即所述处理机构30的激光发射系统)。更进一步地，云台201包括底座以及与底座上端水平方向(即水平面)上转动连接的转台，支架202与转台在垂直面(即竖直面)上转动连接，转台在底座上可进行360度旋转，本实施例中支架202与转台的旋转范围设置为30至150度，具体设置时可根据实际的使用需求自主修改。

在本实施例中，所述自主灭蚊装置还包括主控设备40，所述主控设备40与所述机架、所述粗定位机构10、所述精定位机构20以及所述处理机构30均信号连接。通过主控设备40发出的信号使云台201以及支架202的旋转方向和角度进行相应调整。具体地，本实施例通过主控设备40分别控制粗定位机构10和精定位机构20进行启用的时机，也就是在主控设备40控制粗定位机构10监测到含有目标的图像信息和/或声场信息后，再通过主控设备40控制精定位机构20对目标蚊子进行精定位确定蚊子的精确位置信息。最后，再通过主控设备40控制处理机构30来对蚊子进行灭杀处理。

本实施例中的粗定位机构10可包括声场采集系统和/或图像采集系统。所述声场采集系统用于采集所述目标的声场信息，并根据所述目标的声场信息对目标进行粗定位，得到所述目标的粗定位方向。所述图像采集系统用于采集所述目标的图像信息，并根据所述目标的图像信息对目标进行粗定位，得到所述目标的粗定位方向。也就是说，在实际应用时，本实施例既可以根据声场采集系统来采集蚊子的声场信息并对蚊子进行粗定位，也可以根据图像采集系统来获取蚊子的图像信息并对蚊子进行粗定位，还可以同时利用声场采集系统与图像采集系统分别采集蚊子的声场信息与图像信息，并对蚊子进行粗定位。

在一种实现方式中，结合图2，本实施例中的声场采集系统包括麦克风结构，该麦克风结构用于采集对应环境区域中目标的声音信息，所述目标的声音信息为目标发出的声源在声场中传播的空间信息。在采集到目标的声音信息后，本实施例可根据所述目标的声音信息对所述目标进行粗定位，得到目标的粗定位方向。具体地，如图1中所示，支架202上设置有安装板，安装板的安装面朝向支架202上表面中面积较大的一侧，从而便于进行安装设置。在实际应用时，安装板与支架202可为一体设置或可拆装设置，需要注意，麦克风结构可设置在二轴云台201上，或设置在其他可采集目标的声音信息的位置，例如位于二轴云台201上方或前侧，具体位置根据实际需求设置。此外，支架202上也可不依赖安装板来搭载二轴云台201上的精定位机构20和处理机构30，在此不做具体限定。本实施例中的所述麦克风结构为设置在安装板上端的麦克风阵列130，麦克风阵列130用于采集环境中的声音信息。本实施例通过一个麦克风阵列130即可实现蚊子所在方向的粗定位，也就是得到蚊子的粗定位方向，安装操控简单，并且还可通过机架角度和方向的调整，实现蚊子待侦测区域的改变，提高侦测效率。

本实施例中的麦克风阵列130是由一定数目的麦克风组成，例如平面麦克风阵列130、立体麦克风阵列130以及分布式阵列，具体根据实际需求自行修改。如图2，本实施例是根据声源传播到麦克风阵列130上不同位置的麦克风时产生的相位差信息来进行声源定位，从而识别定位飞行虫类的粗略方位。在实际应用时，本实施例采用平面麦克风阵列130，也就是位于安装板上的分布式的多个麦克风，多个麦克风之间间隔一定距离，且相邻麦克风朝向不同，这样有利于全方位地采集声场信息，以便快速识别定位飞行虫类的粗略方位。

在一个较佳的实施例中，麦克风结构还可以设置为分布式的多个麦克风，多个麦克风位于目标的不同侧方向，且麦克风均朝向目标，例如采用六个麦克风分别位于目标上方、下方、前方、后方、左侧以及右侧，在此不做具体限定，保证麦克风结构的采音区域可以覆盖目标侦测区域(即对应环境区域)，通过分布式的多个麦克风采集环境中声音信息，实现蚊子所在方向的粗定位。

在另一种实现方式中，本实施例中的图像采集系统包括广角相机110系统，所述广角相机110系统用于采集对应环境区域中目标的图像信息，并根据所述目标的图像信息对所述目标进行粗定位，得到所述目标的粗定位方向。具体地，结合图2，所述广角相机110系统包括：暗场成像光源120(即图2中的暗场光源l ed)和广角相机110。所述暗场成像光源120用于朝目标发射光线；广角相机110用于基于所述暗场成像光源120发射的光线采集目标的图像信息。需要注意，广角相机110系统同样采集对应环境区域的图像信息，通过图像信息(可含有目标或不含目标)进行监测，当图像信息中含有目标蚊子时，才可控制粗定位机构10进行粗定位。

具体地，本实施例中的暗场成像光源120包括第一光源结构和/或第二光源结构。其中，所述第一光源结构的朝向与所述广角相机110的视场角朝向共线。所述第二光源结构的朝向与所述广角相机110的视场角朝向之间的夹角大于0度。

具体地，第一光源结构可为设置于广角相机110的共向光源和/或与广角相机110的视场角反向的反向光。第二光源结构包括：位于目标上方的顶部光源、位于目标侧方的侧面散射光源、位于目标下方的底部光源、位于目标前方的前向散射光源以及位于目标后方的反向散射光源中的任意一种。共向光源、顶部光源、底部光源、侧面散射光源、反向散射光源均可用于暗场成像。应当理解的是，粗定位机构10可采用共向光源、顶部光源、底部光源、侧面散射光源、反向散射光源中的一种或多种。在较佳实施例中，第二光源结构的朝向与所述广角相机110的视场角朝向之间的夹角的范围设置为大于0度且小于或者等于90度。采用第二光源结构与广角相机110的视场角交叉对准蚊子，可以更高效快捷地确定蚊子的粗略位置，即实现粗定位。例如采用顶部光源和侧面散射光源、顶部光源和底部光源等，具体应用时也可仅采用顶部光源，具体设置根据实际使用需求自行修改。通过暗场成像配合广角相机110将蚊子的散射图像进行成像，从而定位识别的蚊子的粗略方位。此外，值得说明书的是，本实施例中的暗场成像可以实现仅对目标蚊子成像，不会对背景成像，从而有利于探测，实现粗定位机构10中广角相机110采集图像信息的目的，达到快速高效确定目标位置的效果。

具体地，在本实施例中采用图1所示设置在目标上方的顶部光源，顶部光源可设置为位于居家照明灯旁的红外灯，以便对整个室内区域进行暗场成像，通过顶部光源(即暗场光源LED)发射光线，配合高分辨率相机210、二向色镜330等拍摄散射图像，从而确定蚊子的粗略方位，实现对蚊子的粗定位。需要说明的是，暗场成像即可用可见光照明，也可以用红外光照明，红外更加不会影响到人类休息。暗场成像既可以用侧面的散射又可以用反向散射和前向散射，其他的LED布局也是可以的，以及其他非LED形式的光源和任何波长的光源都允许，在此不做具体限定，具体设置时根据实际使用需求自主设置。

较佳地，当本实施例的粗定位机构10同时包括图像采集系统和声场采集系统时，本实施例中的广角相机110可为图1中的鱼眼高分辨率相机210(属于广角相机110的一种)，结合暗场成像以实现对目标所在位置的粗定位。鱼眼高分辨率相机210(通过广角镜头进行发散扩大视场角)设置在目标所在位置的顶部，位于目标顶部的鱼眼高分辨率相机210视场角较大，鱼眼高分辨率相机210用于采集对应环境区域中的图像信息，然后再配合麦克风阵列130采集对应环境中的声音信息，并结合不同的照明进行目标的粗定位，得到目标的粗定位方向。本实施例通过广角相机110和麦克风阵列130配合采集环境中的图像信息和声场信息，实现对蚊子的大致方向进行粗定位，得到目标的粗定位方向，能够提高粗定位的准确性，进而提高定位效率。在另外的实施例中，也可仅采用广角相机110结合不同的照明进行粗定位，或者仅采用麦克风阵列130通过采集环境中的声场信息进行粗定位。

在本实施例中，所述精定位机构20包括：机架以及高分辨率成像系统。所述高分辨率成像系统设置于所述支架202，用于在所述目标的粗定位方向上对目标进行高精度成像，得到目标的方位角和天顶角。天顶角：是指光线入射方向和天顶方向的夹角，是高度角的余角；方位角(又称地平经度)是从某点的指北方向线起，依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角。本发明通过天顶角和方位角快速启动处理机构30对蚊子进行灭杀处理，可通过激光器320发出的激光灭杀处理蚊子，或者通过超声发射阵列结构将蚊子限制在目标区域，需要说明的是，采用长时间限制方式也可以灭杀蚊子。目标区域为环境区域内目标所在的位置，具体地，目标区域为精定位后检测到的蚊子的方位角和天顶角，也就是蚊子所在位置。

本实施例中的高分辨率成像系统包括光源结构和高分辨率相机210。所述光源结构设置于所述机架，用于朝目标发射光线。所述高分辨率相机210设置于所述机架，用于基于所述光源结构发射的光线在所述目标的粗定位方向进行高精度成像，得到目标的成像信息，并对所述目标的成像信息进行识别，得到目标的方位角和天顶角；其中，所述目标的成像信息的分辨率大于目标的图像信息的分辨率，如图2中所示。在具体应用时，本实施例可采用高分辨率相机210的视场角直接对准目标的粗定位方向(即对准蚊子所在的方向)进行环境成像，此时需要完成高分辨率相机210与云台201坐标的标定，也可通过其他结构将高分辨率相机210的视场角对准目标的粗定位方向进行环境成像。

本实施例中精定位机构20采用的高分辨率相机210为高精度且小视场的高分辨率相机210，并且视场角比粗定位机构10中广角相机110的视场角更小、分辨率更高，从而可以对蚊子所在位置进行精定位，具体可采用视角小的标准镜头或远摄镜头。比如，粗定位机构10中的广角相机110可采用视角60度以上的广角镜头，而精定位机构20中的高分辨率相机210采用视角45度以内的高精度、视角小的标准镜头或远摄镜头，高分辨率相机210采用4500万像素以上的分辨率,具体设置根据实际使用需求更改。

在本实施例中，所述光源结构包括第三光源结构和/或第四光源结构。其中所述第三光源结构的朝向与所述高分辨率相机210的视场角朝向共线。所述第四光源结构，所述第三光源结构的朝向与所述高分辨率相机210的视场角朝向之间的夹角大于0度。需要理解的是，第二光源结构的朝向与高分辨率相机210的视场角朝向不同线，即二者之间存在夹角，优选地，夹角的范围设置为大于0度且小于或者等于90度。

与上述粗定位机构10中的暗场成像光源120相同，本实施例中的第三光源结构为设置于高分辨率相机210的共向光源和/或与高分辨率相机210视场角反向的反向光源。第四光源结构包括：位于目标上方的顶部光源、位于目标侧方的侧面散射光源、位于目标下方的底部光源、位于目标前方的前向散射光源以及位于目标后方的反向散射光源中的任意一种。并且，共向光源、顶部光源、底部光源、侧面散射光源、反向散射光源均可用于暗场成像。应当理解的是，精定位机构20可采用共向光源、顶部光源、底部光源、侧面散射光源、反向散射光源中的一种或多种。较佳的，本实施例可采用第四光源结构与高分辨率相机210视场角交叉对准蚊子的粗略方位，更高效快捷地确定蚊子的精确位置信息。例如采用顶部光源和侧面散射光源、顶部光源和底部光源等，具体应用时也可仅采用顶部光源，具体设置根据实际使用需求自行修改。通过暗场成像配合高分辨率相机210将蚊子的散射图像进行成像，从而精定位识别计算出蚊子的方位角和天顶角。

同样地，在本实施例中采用图1所示设置在目标上方的顶部光源，顶部光源可设置为位于居家照明灯旁的红外灯，以便对整个室内区域进行暗场成像，通过顶部光源(即暗场光源LED)发射光线，配合高分辨率相机210、二向色镜330等拍摄散射图像，从而对蚊子的粗略方位进行精定位，进而通过高分辨率相机210识别计算蚊子的方位角和天顶角。由此可见，粗定位机构10采集目标的图像信息时，其广角相机110系统中的暗场成像光源120(第一光源结构和/或第二光源结构)与精定位机构20中的光源结构(第三光源结构和/或第四光源结构)一致，也就是暗场成像光源120与光源结构为同一个用于暗场成像的结构。

进一步地，本实施例的精定位机构20还包括二向色镜330，所述二向色镜330设置于所述支架202，所述高分辨率相机210的镜头朝向所述二向色镜330的镜面一侧，所述二向色镜330用于将所述高分辨率相机210的视场角对准目标的粗定位方向以及透过激光发射系统发出的激光。更进一步地，主控设备40与高分辨率相机210和/或麦克风阵列130信号连接，主控设备40发出信号以启动高分辨率相机210和/或麦克风阵列130。高分辨率相机210设置在安装板的安装面一端，且高分辨率相机210的镜头朝向下方(即支架202的上表面)，二向色镜330通过四个支柱安装在支架202的上表面一侧，且二向色镜330的镜面与高分辨率相机210的镜头呈0至90度的夹角(例如30度、45度、60度)，具体设置时可根据实际的使用需求自主修改。本实施例中采用如图1所示的45度夹角，通过二向色镜330将高分辨率相机210视场角对准蚊子的粗略方位。本实施例的二向色镜330具有定位准确的优点，能够配合高分辨率相机210精准识别并计算得到蚊子的方位角和天顶。此外，由于高分辨率相机210、麦克风阵列130设置在安装板上，二向色镜330设置在支架202上，因此通过主控设备40发出的信号，相应调整粗定位机构10、精定位机构20对蚊子侦测的区域，从而方便对不同区域的蚊子进行侦测及灭杀处理。需要注意，高分辨率相机210和麦克风阵列130不限于设置在安装板上，例如可直接设置在支架202上，或者设置在支架202上方，具体位置根据实际需求自行修改。

需要说明的是，二向色镜330为一种可以反射某些波长的镜子；二向色镜330(Dichroic Mi rrors)又称双色镜，常用于激光技术中，指45度入射或大角度入射时，把光源分离出特定的光谱改变部分光谱光路方向，能有效缩小器件的结构实现多功能的光路。其特点是对一定波长的光几乎完全透过，而对另一些波长的光几乎完全反射。激埃特二向分色镜具有高穿透率，波长定位准确，光能量损耗小等优点。视场角在光学工程中又称视场，视场角(FoV：Fie l dof View)的大小决定了光学仪器的视野范围。

在本发明的实际应用中，对目标(比如蚊子)进行侦测时需要实现大范围侦测，此时灭蚊系统需要满足大视场角的要求，而在对目标进行灭杀时，需要得到目标的精确位置信息，此时灭蚊系统需要满足高精度的要求。大范围侦测要求大视场角的相机，但是大视场角相机分辨率难以达到灭蚊的位置精度。高分辨率相机210可以对蚊子进行高精度的识别追踪但是又无法完成大范围侦测任务。为此，本发明提出采用粗定位机构10(如暗场成像的广角相机110)对目标进行粗定位，确定目标的粗定位方向(即实现目标的侦测)，然后再采用精定位机构20(如暗场成像的高分辨率相机210)来对目标进行精定位，确定目标的精确位置信息。从而有助于实现全方位、高效且精准地侦测与定位出目标，为后续处理机构30灭杀目标提供了有利条件。

在本实施例中，处理机构30包括超声发射系统和/或激光发射系统。超声发射系统，所述超声发射系统用于将目标限制在目标区域内和/或对目标进行灭杀处理。激光发射系统，所述激光发射系统用于根据所述目标的方位角和天顶角对所述目标进行灭杀处理。也就是说，所述处理机构30既可以只设置超声发射系统或者只设置激光发射系统，也可以同时设置超声发射系统和激光发射系统。具体地，所述超声发射系统为超声发射阵列结构，所述超声发射阵列结构通过调整对应阵元的相位将对应阵元发出的声场朝向目标的粗定位方向，也就是调整阵元的相位发出朝向目标的声场，所述超声发射阵列结构用于将目标限制在所述目标区域内和/或对所述目标进行灭杀处理；其中，所述目标区域为所述环境区域内目标所在的位置。具体地，本实施例的超声发射阵列310本身位置可固定，通过调节超声发射阵列310的相位可以将超声发射阵列310发出的声场驱动到相应位置，也就是声场朝向蚊子的粗略方位。因此，本实施例的超声发射阵列310不但可以将目标限制在目标区域内，还可以对目标灭杀处理。

在具体应用时，本实施例采用超声发射阵列结构和激光发射系统配合进行灭杀处理蚊子，另外的实施例也可仅设置超声发射阵列结构或激光发射系统进行灭杀处理蚊子。超声发射阵列结构发出的超声波能够将蚊子限制在超声波区域内，超声发射阵列310设置为一个时，蚊子限制在超声发射阵列结构发出的一束超声波内或直接灭杀蚊子。较佳的，超声发射阵列结构至少设置为两个，蚊子处于至少两个超声波阵列发出的超声波交汇处，从而更有效地对蚊子限制在目标区域，且长时间限制在目标区域内的蚊子由于体力不支等因素死亡，或直接灭杀处理蚊子，从而实现对蚊子的灭杀处理。

具体地，机架靠近目标所在方向为前向，超声发射阵列结构设置有两个(具体设置时根据实际需求自行修改)，位于目标斜上方且相对设置，如图1所示，两个超声发射阵列结构设置在相对暗场成像光源120(即顶部光源)的两侧，两个超声发射阵列结构均与主控设备40信号连接，从而在接收主控设备40的信号时，超声发射阵列结构发出结构声场，从而将蚊子限制在高分辨率相机210视场角(Fov)中。需要说明的是，如图2所示，超声发射阵列结构发出的结构声场用于减慢蚊子的移动或者直接将蚊子进行灭杀处理；超声发射阵列结构也可设置为多个超声发射，以便精准限制或灭杀蚊子。

在本实施例中，所述激光发射系统包括：激光器320和振镜结构。所述激光器320连接于所述支架202，所述激光器320可发出激光来消灭或者损坏目标，比如损坏蚊子的翅膀，实现对蚊子的灭杀。此外，本实施例中的激光器320还可根据所述精定位机构20识别到的方位角和天顶角来对激光器320进行负反馈调节，激光器320的负反馈调节也就是，当激光器320基于识别到的方位角和天顶角后，发出激光光斑，激光光斑在高分辨率相机210中可以被识别，因此可以得到激光光斑与目标在高分辨率相机210拍摄的精定位图像信息中的误差(如坐标差异)，然后根据该误差调整振镜340倾角控制激光打出去的方向，从而使激光器320发出的激光精准对蚊子进行灭杀。本实施例中的激光器320发射的激光对蚊子进行灭杀，还用于对目标蚊子进行照明。所述振镜结构连接于所述支架202，所述激光器320的镜头朝向所述振镜结构的镜面一侧，所述振镜结构用于将所述激光器320发出的激光对准目标的方位角和天顶角，以通过激光器320发出的激光灭杀蚊子。需要说明的是，振镜结构可通过电机203来改变振镜340的倾角来调整激光器320发出的激光对准目标。

在具体应用时，本实施例采用振镜结构为激光空间扫描的驱动系统，当然也可设置为其他方式驱动系统，例如在所述云台201上设置一个小云台201可直接带动激光器320转向，也可设置为电光偏转仪，声光偏转仪，光学相控阵等替代振镜340作为驱动系统，具体设置根据实际使用需求自行修改。

在本实施例中，激光器320设置在安装板的安装面一侧，与高分辨率相机210处于相同高度背靠背设置，且激光器320的镜头同样朝下(即朝向支架202上表面)，所述振镜结构包括设置于所述机架的电机203，以及与所述电机203连接的振镜340，电机203设置在支架202的上侧面一侧，电机203通过支杆与振镜340连接，通过电机203可调节振镜340相对激光器320镜头的角度，振镜340的二轴可调(即振镜340可在前视基准面和右视基准面上进行角度调节，也就是如图1所示顺时或逆时针向下向上旋转、以及水平面向左向右旋转)，从而通过振镜340使激光器320从镜头发出的激光将蚊子进行灭杀处理。值得说明的是，振镜结构设置在支架202上，在云台201和支架202旋转确定后，再通过振镜结构的调整使激光器320发出的激光将蚊子灭杀。

更进一步地，本实施例还可通过高分辨率相机210返回的激光光斑与蚊子在高分辨率相机210拍摄的精定位图像信息中的误差(如坐标差异)，调节振镜340的角度(即负反馈控制)，使得激光器320发出的激光对准蚊子，并与超声发射阵列结构发出的超声(结构声场)的结合作用下将蚊子灭杀。

需要说明的是，振镜340的选择根据实际需求设置；振镜340的原理是：主控设备40输入一个位置信号，摆动电机203(激光器320、振镜340)就会按一定电压与角度的转换比例摆动一定角度。整个过程采用闭环反馈控制，由位置传感器、误差放大器、功率放大器、位置区分器、电流积分器等五大控制电路共同作用。而数字激光振镜340的原理则是在模拟激光振镜340的原理上将模拟信号转换成数字信号。扫描激光振镜340是打标机的核心部件，打标机的性能主要取决于扫描激光振镜340的性能。

在一个实施例中，正因为采用了上述的技术方案，通过麦克风阵列130和/或暗场成像及高分辨率相机210成像粗定位、暗场成像及高分辨率相机210成像精确定位蚊子所在位置，可以实现360°范围的蚊子侦测，并通过超声发射阵列结构发射的结构声场将蚊子限定在一定范围，增加了消灭蚊子的可靠性，使用超声和激光共同作用可以增加激光灭蚊的效率，降低了对激光功率的要求，实现更加安全的目的。此外，本发明通过自主灭蚊装置的杀蚊方法，不会产生气味，不会影响用户的健康和正常生活。

在另一个较佳的实施例中，激光发射系统和高分辨率成像系统既可以做成图1中共轴的系统，又可以做成非共轴系统，非共轴系统可以通过标定两个系统完成坐标的变换。具体地，高分辨率成像系统如上述同样设置，此时激光发射系统单独进行设置，通过标定高分辨率成像系统和激光发射系统完成坐标的变换。本发明利用麦克风阵列130和暗场成像的方法探测蚊子，再利用与高分辨率相机210感光中心对齐的振镜340扫描出激光和超声发射阵列310发射超声波消灭蚊子，通过激光发射系统与超声发射阵列结构增加灭蚊效率，提高蚊子侦测定位准确性与灭杀效率，增强可靠性与安全性。

此外，在本实施例中，所述自主灭蚊装置还可以包括诱导机构，通过诱导机构吸引蚊虫，诱导机构可以设置为吸引蚊虫的光源或声音气味的装置。

示例性方法

基于上述实施例，本发明还提供了一种自主灭蚊方法，其中，应用于上述自主灭蚊装置；如图3所示，所述方法包括如下步骤：

步骤S100、控制粗定位机构采集对应环境区域中目标的声音信息和/或图像信息。具体地，启动自主灭蚊装置，主控设备发出信号，通过麦克风阵列采集环境中的声音信息。和/或，通过广角相机和暗场成像光源采集蚊虫的图像信息。

步骤S200、根据目标的声音信息和/或图像信息对目标进行粗定位，得到目标的粗定位方向；目标的粗定位方向为蚊子的粗定位方向。具体地，通过麦克风阵列采集环境区域的声音信息，利用声音信息中的频率特征和空间特征对蚊子进行粗定位，得到蚊子的粗定位方向。和/或，基于广角相机采集的图像信息对蚊子进行粗定位，得到蚊子的粗定位方向。

步骤S300、控制精定位机构对目标的粗定位方向进行对准并采集目标的成像信息；其中，目标的成像信息的分辨率大于目标的图像信息的分辨率。

在一种实现方式中，本实施例中的步骤S300具体包括：

S310、主控设备发出信号，调整云台将高分辨率相机视场角(FoV)对准蚊子的粗定位方向；

S320、控制光源结构(即顶部光源)发射光线，高分辨率相机拍摄散射图像对蚊子进行精定位。

步骤S400、根据目标的成像信息对目标进行识别和跟踪，得到目标的精确位置信息。得到目标的精确位置信息为目标的方位角和天顶角(即蚊子的方位角和天顶角)。

步骤S500、控制处理机构根据目标的精确位置信息，对目标进行灭杀处理。具体地，根据目标的方位角和天顶角，将目标限制在目标区域内以及和/或对目标进行灭杀处理，本实施例可控制超声发射阵列结构发出的结构声场将蚊子限制在高分辨率相机视场角中和/或直接灭杀处理蚊子和/或控制激光器发出激光对蚊子进行灭杀处理。

具体地，目标区域为环境区域内目标所在的位置，更进一步地，目标区域为精定位后检测到的蚊子的方位角和天顶角，也就是通过超声发射阵列在蚊子所在位置进行限制；目标的精确位置信息为目标的方位角和天顶角。

在一种实现方式中，本实施例中的步骤S500具体包括：

步骤510、根据目标的方位角和天顶角，将目标限制在目标区域内；

步骤S520、根据精定位机构识别到的方位角与天顶角对处理机构进行调节，得到激光光斑与目标在精定位图像信息中的误差。

步骤S530、根据激光光斑与目标在精定位图像信息中的误差，并通过振镜使得激光光斑击中目标，完成对目标进行灭杀处理。在一种实现方式中，本实施例中确定光斑与目标在高分辨率相机拍摄的精定位图像信息中的误差后，可通过调整振镜倾角控制激光打出去的方向，从而使激光器发出的激光精准对蚊子进行灭杀。

本发明提供的自主灭蚊方法应用于上述自主灭蚊装置，从而具有以上自主灭蚊装置的全部有益效果，并且其对蚊子进行侦测与灭杀的原理也是相同的，在此不再赘述。

综上，本发明公开了一种自主灭蚊装置及方法，其中，装置包括：粗定位机构、精定位机构以及处理机构。其中，粗定位机构用于根据目标的声音信息和/或图像信息对目标进行粗定位，得到目标的粗定位方向；其中，目标包括飞行虫类。精定位机构与粗定位机构信号连接，用于根据目标的粗定位方向得到目标的成像信息，并根据目标的成像信息对目标进行精定位，得到目标的精确位置信息。处理机构与精定位机构连接，用于根据目标的精确位置信息对目标进行灭杀处理。在本发明中，通过粗定位机构和精定位机构对蚊子进行快速准确地识别定位，确定蚊子的精确位置信息后配合处理机构对蚊子进行灭杀处理，提高蚊子侦测定位准确性与灭杀效率，增强灭蚊的可靠性与安全性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。