基于声波定位及图像采集的全自动投饵方法技术

本发明专利技术涉及基于声波定位及图像采集的全自动投饵方法，属于检测方法技术领域。本发明专利技术包括如下步骤：向网箱中投饵后，饵料在水中逐渐下沉，下沉过程中鱼群开始摄食；利用多普勒颗粒传感器，对于残饵进行定位；利用多普勒颗粒传感器，对于多普勒颗粒传感器定位的残饵进行图像采集；利用多普勒颗粒传感器采集到的图像进行分析，区分饵料颗粒和其它物质；判断沉降到网箱底部的残饵量是否达到了一个显著水平；多普勒颗粒传感器实时对鱼群的位置和密度进行检测；当残饵量低于设定显著水平，同时鱼群位于残饵区域且密度较大时，控制器控制投饵机进行饵料投放；当残饵量高于设定显著水平、鱼群不位于残饵区域，或者鱼群密度较小时，停止饵料投放。

Automatic feeding method of acoustic positioning and image acquisition based on

The invention relates to a full automatic feeding method based on acoustic positioning and image acquisition, which belongs to the technical field of detection method. The method comprises the following steps: to cage the bait, bait gradually sinking in the water, the fish began to sink during feeding; using the Doppler particle sensor, positioning for bait; using the Doppler particle sensor, image acquisition for bait Doppler particle sensor positioning; analyzed using image Doppler particles collected by the sensor. Distinguish between food particles and other substances; to estimate the settlement amount of bait at the bottom of the cage is reached a significant level; the Doppler particle sensor in real time on the shoal and density were detected; when the bait amount is lower than the set significant level, while the fish bait is located in the area and density is large, controlled feeding bait throwing machine controller when the amount is higher than the set; the bait, the fish is not located in a significant level of the bait region, or fish density Hourly, stop bait delivery.

【技术实现步骤摘要】
基于声波定位及图像采集的全自动投饵方法
本专利技术涉及基于声波定位及图像采集的全自动投饵方法，属于检测方法

技术介绍
相对现有的投饵机方法，首先预设投喂量，达到投喂量时便停止投喂，往往忽略现实状况下鱼群摄食的动态变化而进行定量不准的投喂，这样容易造成过量投喂而浪费饲料，同时因饲料积存在水中污染水质和网箱周围的水环境而影响鱼群生存生长，也有可能投喂量不足，不能满足鱼群的摄食需求，不能实现鱼群的生长潜力，导致鱼群生长缓慢。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述缺陷，本专利技术提出了一种新的基于声波定位及图像采集的全自动投饵方法及其应用，利用多普勒颗粒传感器和多普勒颗粒传感器，残饵进行定位和采集，反馈给控制器动态调整后续的投饵量，避免过度投料造成浪费。本专利技术是采用以下的技术方案实现的：一种基于声波定位及图像采集的全自动投饵方法，包括如下步骤：步骤一：预设投饵：向网箱中投饵后，饵料在水中逐渐下沉，下沉过程中鱼群开始摄食；步骤二：定位残饵：利用多普勒颗粒传感器，对于残饵进行定位；步骤三：图像采集：利用多普勒颗粒传感器，对于多普勒颗粒传感器定位的残饵进行图像采集；步骤四：残饵检测：利用多普勒颗粒传感器采集到的图像进行分析，区分饵料颗粒和其它物质；步骤五：残饵量判断：判断沉降到网箱底部的残饵量是否达到了一个显著水平；步骤六：鱼群检测：多普勒颗粒传感器实时对鱼群的位置和密度进行检测；步骤七：饵料投放：当残饵量低于设定显著水平，同时鱼群位于残饵区域且密度较大时，控制器控制投饵机进行饵料投放；当残饵量高于设定显著水平、鱼群位于非残饵区域，或者鱼群密度较小时，停止饵料投放。优选地，所述步骤二和步骤三中，多普勒颗粒传感器包括声波定位单元和图像采集单元。优选地，所述声波定位单元为声波传感器，包括发送端和接收端，发送端通过声波对于多普勒颗粒传感器范围内的残饵进行定位，接收端对于残饵反馈回来的声波位置信号进行接收。优选地，所述图像采集单元为摄像头，摄像头对于多普勒颗粒传感器范围内的残饵进行精确图像采集。优选地，所述步骤二和步骤三中，多普勒颗粒传感器通过声波对网箱中鱼群的位置和密度进行检测。优选地，所述步骤四中，所述饵料颗粒和其它物质的区分，通过实时图像检测方法进行判断，实时图像检测方法包括：第一步：采集的图像进行压缩，并滤波去噪；第二步：采用图像增强技术，便于图像分割；第三步：对分割后的图像的进行尺寸、形状和纹理特征提取；第四步：利用聚类算法筛除图像中的饵料颗粒和其它物质；第五步：采用基于亚像素边缘检测和圆拟合的尺寸标定算法来计算饵料颗粒的尺寸，得到尺寸分布；第六步：利用特征降维和支持向量机识别饵料颗粒的形状。优选地，所述步骤五中，所述残饵量的显著水平根据鱼群摄食需求、网箱尺寸进行判断。优选地，所述步骤七中，控制器连接多普勒颗粒传感器，控制器将声波传感器的定位信号传递给摄像头，控制摄像头对于该位置的残饵进行精确图像采集。优选地，所述控制器记录每个网箱每次的最终的投饵量，作为饲料投喂数据记录，监控鱼群摄食量，生成鱼群生长趋势，为以后的每个网箱的投饵策略的制定提供依据。优选地，所述步骤七中，鱼群位于残饵区域且密度较大时，表明鱼群处于饥饿状态，在抢食饲料，鱼群的饥饿程度与抢食程度成正先关，与饵料的减少速率呈现正向关系；所述当残饵量高于设定显著水平、鱼群位于非残饵区域，或者鱼群密度较小时，表明鱼群逐渐减低摄食量甚至不再摄食，此时停止投饵，避免浪费。本专利技术的有益效果是：采用本专利技术所述的基于声波定位及图像采集的全自动投饵方法及其应用，利用多普勒颗粒传感器，对于残饵进行定位；利用多普勒颗粒传感器，对于多普勒颗粒传感器定位的残饵进行图像采集；控制器再相对应的调整关风机转速，即根据饵料在网箱内的被摄食量动态调整后续的投饵量，避免过度投料造成浪费和投料不足使得鱼群摄食不良。具体实施方式为了使本专利技术目的、技术方案更加清楚明白，下面对本专利技术作进一步详细说明。实施例一：一种基于声波定位及图像采集的全自动投饵方法，包括如下步骤：步骤一：预设投饵：向网箱中投饵后，饵料在水中逐渐下沉，下沉过程中鱼群开始摄食；步骤二：定位残饵：利用多普勒颗粒传感器，对于残饵进行定位；步骤三：图像采集：利用多普勒颗粒传感器，对于多普勒颗粒传感器定位的残饵进行图像采集；步骤四：残饵检测：利用多普勒颗粒传感器采集到的图像进行分析，区分饵料颗粒和其它物质；步骤五：残饵量判断：判断沉降到网箱底部的残饵量是否达到了一个显著水平；步骤六：鱼群检测：多普勒颗粒传感器实时对鱼群的位置和密度进行检测；步骤七：饵料投放：当残饵量低于设定显著水平，同时鱼群位于残饵区域且密度较大时，控制器控制投饵机进行饵料投放；当残饵量高于设定显著水平、鱼群位于非残饵区域，或者鱼群密度较小时，停止饵料投放。所述步骤二和步骤三中，多普勒颗粒传感器包括声波定位单元和图像采集单元。所述声波定位单元为声波传感器，包括发送端和接收端，发送端通过声波对于多普勒颗粒传感器范围内的残饵进行定位，接收端对于残饵反馈回来的声波位置信号进行接收。所述图像采集单元为摄像头，摄像头对于多普勒颗粒传感器范围内的残饵进行精确图像采集。所述步骤二和步骤三中，多普勒颗粒传感器通过声波对网箱中鱼群的位置和密度进行检测。所述步骤四中，所述饵料颗粒和其它物质的区分，通过实时图像检测方法进行判断，实时图像检测方法包括：第一步：采集的图像进行压缩，并滤波去噪；第二步：采用图像增强技术，便于图像分割；第三步：对分割后的图像的进行尺寸、形状和纹理特征提取；第四步：利用聚类算法筛除图像中的饵料颗粒和其它物质；第五步：采用基于亚像素边缘检测和圆拟合的尺寸标定算法来计算饵料颗粒的尺寸，得到尺寸分布；第六步：利用特征降维和支持向量机识别饵料颗粒的形状。所述步骤五中，所述残饵量的显著水平根据鱼群摄食需求、网箱尺寸进行判断。所述步骤七中，控制器连接多普勒颗粒传感器，控制器将声波传感器的定位信号传递给摄像头，控制摄像头对于该位置的残饵进行精确图像采集。所述控制器记录每个网箱每次的最终的投饵量，作为饲料投喂数据记录，监控鱼群摄食量，生成鱼群生长趋势，为以后的每个网箱的投饵策略的制定提供依据。所述步骤七中，鱼群位于残饵区域且密度较大时，表明鱼群处于饥饿状态，在抢食饲料，鱼群的饥饿程度与抢食程度成正先关，与饵料的减少速率呈现正向关系；所述当残饵量高于设定显著水平、鱼群位于非残饵区域，或者鱼群密度较小时，表明鱼群逐渐减低摄食量甚至不再摄食，此时停止投饵，避免浪费。实施例二：控制器程序控制中，尤其在投饵过程中，多普勒颗粒传感器时刻反馈信号至控制器，控制器再相对应的调整关风机转速，即根据饵料在网箱内的被摄食量动态调整后续的投饵量，避免过度投料造成浪费和投料不足使得鱼群摄食不良。本专利技术所述的多普勒颗粒传感器：网箱内有多普勒颗粒传感器，检测残饵量，反馈信号至控制器，再对制定每个网箱的投喂策略；多普勒颗粒传感器通常直接安装于全自动投饵机的机身上，其中声波传感器位于全自动投饵机的侧部，摄像头位于声波传感器的上部，两者是一体式结构，共同构成多普勒颗粒传感器。多普勒颗粒传感器的基本原理为朝水面安装在网箱下方的全自动投饵机上，摄像头生成鱼群和饵料颗粒的图片，通过图片检测残饵量或者养殖对象的行为来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于声波定位及图像采集的全自动投饵方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：预设投饵：向网箱中投饵后，饵料在水中逐渐下沉，下沉过程中鱼群开始摄食；步骤二：定位残饵：利用多普勒颗粒传感器，对于残饵进行定位；步骤三：图像采集：利用多普勒颗粒传感器，对于多普勒颗粒传感器定位的残饵进行图像采集；步骤四：残饵检测：利用多普勒颗粒传感器采集到的图像进行分析，区分饵料颗粒和其它物质；步骤五：残饵量判断：判断沉降到网箱底部的残饵量是否达到了一个显著水平；步骤六：鱼群检测：多普勒颗粒传感器实时对鱼群的位置和密度进行检测；步骤七：饵料投放：当残饵量低于设定显著水平，同时鱼群位于残饵区域且密度较大时，控制器控制投饵机进行饵料投放；当残饵量高于设定显著水平、鱼群位于非残饵区域，或者鱼群密度较小时，停止饵料投放。

【技术特征摘要】
1.一种基于声波定位及图像采集的全自动投饵方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：预设投饵：向网箱中投饵后，饵料在水中逐渐下沉，下沉过程中鱼群开始摄食；步骤二：定位残饵：利用多普勒颗粒传感器，对于残饵进行定位；步骤三：图像采集：利用多普勒颗粒传感器，对于多普勒颗粒传感器定位的残饵进行图像采集；步骤四：残饵检测：利用多普勒颗粒传感器采集到的图像进行分析，区分饵料颗粒和其它物质；步骤五：残饵量判断：判断沉降到网箱底部的残饵量是否达到了一个显著水平；步骤六：鱼群检测：多普勒颗粒传感器实时对鱼群的位置和密度进行检测；步骤七：饵料投放：当残饵量低于设定显著水平，同时鱼群位于残饵区域且密度较大时，控制器控制投饵机进行饵料投放；当残饵量高于设定显著水平、鱼群位于非残饵区域，或者鱼群密度较小时，停止饵料投放。2.根据权利要求1所述的基于声波定位及图像采集的全自动投饵方法，其特征在于，所述步骤二和步骤三中，多普勒颗粒传感器包括声波定位单元和图像采集单元。3.根据权利要求2所述的基于声波定位及图像采集的全自动投饵方法，其特征在于，所述声波定位单元为声波传感器，包括发送端和接收端，发送端通过声波对于多普勒颗粒传感器范围内的残饵进行定位，接收端对于残饵反馈回来的声波位置信号进行接收。4.根据权利要求2所述的基于声波定位及图像采集的全自动投饵方法，其特征在于，所述图像采集单元为摄像头，摄像头对于多普勒颗粒传感器范围内的残饵进行精确图像采集。5.根据权利要求2所述的基于声波定位及图像采集的全自动投饵方法，其特征在于，所述步骤二和步骤三中，多普勒颗粒传感器通过声波对网箱中鱼群的位置和密度进行检测。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭磊，王小洁，宋德东，刘毅，杜安东，
申请(专利权)人：青岛越洋水处理设备工程有限公司，中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东,37