本发明专利技术公开了一种基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置和方法，包括无人艇和双目摄像机，所述双目摄像机设置在摄像机框架的中心，所述摄像机框架通过锚链挂载在无人艇上，所述无人艇上设有锚链收放模块、无线通讯模块和控制器，所述无线通讯模块接收远程命令到控制器，所述控制器对双目摄像机传输的视频数据进行识别并存储，根据识别结果通过统计模型计算网箱内生物的总质量。本发明专利技术采用视觉识别，更安全；视频框架结构，标识手段数据丰富，便于生物量识别；获取生物量数据具有实时性，连续性，得到连续的鱼类的生长情况，为精细化养殖管理提供数据支撑；观察与统计同时进行，直观且高效。
Biomass assessment device and method of far-reaching sea cage based on statistics
【技术实现步骤摘要】
基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置与方法
本专利技术涉及一种生物量评估装置与方法，尤其涉及一种基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置与方法。
技术介绍
提高海洋资源开发能力，着力推动海洋经济向质量效益型转变；要保护海洋生态环境，着力推动海洋开发方式向循环利用型转变是国家海洋战略发展方向，深远海养殖已成为趋势。目前深远海养殖技术还不够成熟和完善，其中一点表现为养殖网箱内生物量情况无法实时的完整掌握，阻碍了养殖产品最大经济价值数据的挖掘与经验总结，也不利于与其他产业的融合发展，比如金融保险业，无法准确评估一定期间内的产品总数与生长趋势，便无法估值投资。网箱内生物量的准确估计对产业发展具有重要作用，可以帮助产业升级与行业融合，将养殖业带入数据智能化时代。基于以上原因，提出了通过声学系统来监测网箱养殖生物量的方法，该方法通过回波信号体现出的目标强度与生物体长度的关系估计出生物体的大小尺寸，然后通过回波信号体现出的网箱中生物群密度和密度分布来估计网箱中生物群的生物量。但是该方法存在以下问题：1、采用声学系统影响鱼类的生活习性，影响养殖生物的生长；2、通过回波信号体现生物群密度和密度分布存在误差和干扰，对评估结果造成较大影响，评估结果的准确度不够。因此，提出一种基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置与方法是非常有必要的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置与方法，以无人艇带动水下摄像机以标识为基础的视觉识别为手段，通过观测个体养殖产品的大小的，随着观测时间与网箱内观察位置的充分，结合统计分析将离散数据逼近正确值的方式从而准确评估出整体网箱内生物量的总质量。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置，包括无人艇和双目摄像机，所述双目摄像机设置在摄像机框架的中心，所述摄像机框架通过锚链挂载在无人艇上，所述无人艇上设有锚链收放模块、无线通讯模块和控制器，所述无线通讯模块接收远程命令到控制器，所述控制器控制无人艇移动并控制锚链收放模块收放锚链，所述锚链带动设置在摄像机框架中的双目摄像机上下移动；所述控制器对双目摄像机传输的视频数据进行识别并存储，根据识别结果通过统计模型计算网箱内生物的总质量。进一步的，所述摄像机框架呈球形镂空结构，所述摄像机框架的球体表面设有经纬线，所述摄像机框架的球体中心点与经纬线的节点设有连接直线，对所述经纬线和连接直线进行分段，对所述经纬线和连接直线的各段设置不同的颜色标志并在段间设置节点标识符，所述颜色标志和节点标识符作为视频识别参照物用于生物尺寸识别。进一步的，所述双目摄像机的视角越大摄像机框架经纬线密度越小，所述双目摄像机的左右相机交叉视角中同一维度内至少有三条经线或纬线。进一步的，所述摄像机框架的半径为2-3m，所述摄像机框架密度是海水密度的三倍以上，所述摄像机框架垂直稳定没于海水中，所述摄像机框架的材质为PVC或PE。进一步的，所述双目摄像机通过数据线连接到控制器，所述数据线包裹于锚链和摄像机框架中，且随锚链一同收放，所述数据线给双目摄像机供电并在双目摄像机和控制器间进行数据传输。进一步的，所述双目摄像机的左右相机的间距固定，所述双目摄像机设有相机云台，所述相机云台带动双目摄像机360度全视角旋转。进一步的，还包括计数模块，所述计数模块统计鱼的总数目，所述计数模块包括计鱼器和吸鱼泵；所述无人艇上设置有太阳能板和电池进行供电。本专利技术为解决上述技术问题而采用的另一技术方案是提供一种基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估方法，包括如下步骤：S1：在往网箱中收放鱼时通过计数模块获得鱼的总数目；S2：通过无线通讯模块接收命令，无人艇挂载双目摄像机拍摄视频；S3：控制器读取双目摄像机的实时视频进行识别，采用基于神经网络训练得到的识别模型分析得出可视范围内的鱼尺寸和数目；S4：控制无人艇移动，并通过锚链收放模块调节锚链长度，调节双目摄像机位置和高度；S5：重复步骤S2-S4直到达到设定的评估时间；S6：控制器保存视频数据和识别结果，所述识别结果包括鱼的大小与数目；S7：通过识别结果经由统计模型估算网箱内鱼的总质量。进一步的，步骤S7中的统计模型的统计步骤具体包括：S71：根据双目摄像机的识别精度，将识别的鱼根据大小对应于质量分类为N类；S72：设观测时间为t,观测到N类中同一类大小的鱼的数量为S(Nt)(t>0,N>0)；S73：设观测到的N类中同一类鱼质量为Q(Nt),N＝n(n＝1,2,3…)，观测到的同一类鱼数量为s，统计出t时间内观测到的同一类的鱼质量总和为S74：统计出t时间内，观测到同一类鱼的平均质量为S75：统计出t时间内，观测到鱼总数目为：S76：统计出观测到的不同大小类型的鱼的概率P(N)为：S77：已知网箱内的鱼数量总量为sum，则统计出网箱内鱼总质量Q(sum)为：本专利技术对比现有技术有如下的有益效果：本专利技术实施例的基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置与方法，具有以下优点：1、采用视觉识别，比其他方式安全(如声纳)，不影响鱼类生活习性，不影响鱼的生长；2、获取生物量数据具有实时性，连续性，分段累计统计，观察时间越久准确度越高；可以得出连续的鱼类的生长情况，为精细化养殖管理与养殖大数据挖掘提供数据支撑；3、观察与统计同时进行，直观且高效；4、视频框架结构设计，标识手段数据丰富，可用参照物多，适用于多种现成视觉识别算法，使生物量识别成为现实；5、视频数据和统计结果得以保存，给算法模型的优化提供数据支撑；6、无人艇装有太阳能板，持续性有保障。附图说明图1为本专利技术实施例中基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置结构示意图；图2为本专利技术实施例中摄像机框架结构示意图；图3为本专利技术实施例中摄像机框架与双目摄像机结构示意图；图4为本专利技术实施例中评估结果的离散偏差数据图。图中：1无人艇2双目摄像机3摄像机框架4锚链5网箱6计数模块21交叉视角31颜色标志32节点标识符具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述。图1为本专利技术实施例中基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置结构示意图。请参见图1，本专利技术实施例的基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置，包括无人艇1和双目摄像机2，所述双目摄像机2设置在摄像机框架3的中心，所述摄像机框架3通过锚链4挂载在无人艇1上，所述无人艇1上设有锚链收放模块、无线通讯模块和控制器，所述无人艇2上还设置有太阳能板和电池进行供电；所述无线通讯模块接收远程命令到控制器，所述控制器控制无人艇移动并控制锚链收放模块收放锚链4，所述锚链4带动设置在摄像机框架3中的双目摄像机2上下移动；所述控制器对双目摄像机2传输的视频数据进行识别并存储，根据识别结果通过统计模型计算网箱5内生物的总质量。具体的，本专利技术实施例的基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置，双目摄像本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置，其特征在于，包括无人艇(1)和双目摄像机(2)，所述双目摄像机(2)设置在摄像机框架(3)的中心，所述摄像机框架(3)通过锚链(4)挂载在无人艇(1)上，所述无人艇(1)上设有锚链收放模块、无线通讯模块和控制器，所述无线通讯模块接收远程命令到控制器，所述控制器控制无人艇移动并控制锚链收放模块收放锚链(4)，所述锚链(4)带动设置在摄像机框架(3)中的双目摄像机(2)上下移动；所述控制器对双目摄像机(2)传输的视频数据进行识别并存储，根据识别结果通过统计模型计算网箱(5)内生物的总质量。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置，其特征在于，包括无人艇(1)和双目摄像机(2)，所述双目摄像机(2)设置在摄像机框架(3)的中心，所述摄像机框架(3)通过锚链(4)挂载在无人艇(1)上，所述无人艇(1)上设有锚链收放模块、无线通讯模块和控制器，所述无线通讯模块接收远程命令到控制器，所述控制器控制无人艇移动并控制锚链收放模块收放锚链(4)，所述锚链(4)带动设置在摄像机框架(3)中的双目摄像机(2)上下移动；所述控制器对双目摄像机(2)传输的视频数据进行识别并存储，根据识别结果通过统计模型计算网箱(5)内生物的总质量。
2.如权利要求1所述的基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置，其特征在于，所述摄像机框架(3)呈球形镂空结构，所述摄像机框架(3)的球体表面设有经纬线，所述摄像机框架的球体中心点与经纬线的节点设有连接直线，对所述经纬线和连接直线进行分段，对所述经纬线和连接直线的各段设置不同的颜色标志(31)并在段间设置节点标识符(32)，所述颜色标志(31)和节点标识符(32)作为视频识别参照物进行生物尺寸识别。
3.如权利要求2所述的基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置，其特征在于，所述双目摄像机(2)的视角越大摄像机框架(3)经纬线密度越小，所述双目摄像机(2)的左右相机交叉视角(21)中同一维度内至少有三条经线或纬线。
4.如权利要求2所述的基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置，其特征在于，所述摄像机框架(3)的半径为2-3m，所述摄像机框架(3)的密度是海水密度的三倍以上，所述摄像机框架(3)垂直稳定没于海水中，所述摄像机框架(3)的材质为PVC或PE。
5.如权利要求1所述的基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置，其特征在于，所述双目摄像机(2)通过数据线连接到控制器，所述数据线包裹于锚链(4)和摄像机框架(3)中，且随锚链(4)一同收放，所述数据线给双目摄像机(2)供电并在双目摄像机(2)和控制器间进行数据传输。
6.如权利要求1所述的基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置，其特征在于，所述双目摄像机(2)的左右...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈巍，
申请(专利权)人：上海埃威航空电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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