一种高通量鱼苗在线计数装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及渔业养殖装备技术，旨在提供一种高通量鱼苗在线计数装置和方法。该装置包括鱼苗观察通道、摄像设备、支撑框架和鱼苗缓存轨道；在鱼苗缓存轨道起始端设出水口；鱼苗观察通道倾斜固定在支撑框架中部，且通过弯曲轨道与鱼苗缓存轨道连接；鱼苗观察通道的末端连接至鱼苗出口段，后者位于支撑框架的下部；鱼苗缓存轨道的顶部呈敞口状，弯曲轨道、鱼苗观察通道和鱼苗出口段的顶部均为封闭状态。本发明专利技术采用光滑的弯曲轨道和斜面通道进行鱼苗分离，不仅提高了鱼苗通过速度，能将单位时间内的鱼苗通量提高几倍，而且降低了对鱼苗的剐蹭损伤；能够实现大批量鱼苗实时在线连续计数，提高了鱼苗计数效率，有效降低误检和漏检对计数准确率的影响。数准确率的影响。数准确率的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种高通量鱼苗在线计数装置和方法


[0001]本专利技术涉及渔业养殖装备技术，具体涉及一种高通量鱼苗在线计数装置及方法。

技术介绍

[0002]作为科学投饵、鱼苗存活率评估、养殖密度控制、鱼苗销购等课题的重要环节，准确估计鱼苗数量逐渐成为鱼类养殖规范化、科学化管理的基础保障。随着现代渔业的发展，我国鱼类养殖业的机械化、智能化水平不断提升，鱼类养殖对高通量自动化计数器的需求越来越大，但目前我国鱼类养殖依然采用传统计数方法如推算法、碗量法、开间法等，不仅费时费力，而且容易对鱼苗造成生存压力。国内外渔业以及计量专业相关人员早已鱼苗计数方法展开了研究，国内外也已经出现的一些鱼苗计数器，如光电鱼苗计数器、多通道鱼苗计数器等，但装置复杂，成本高，而且大部分针对的是成年鱼类。
[0003]中国专利技术申请公布号CN110973036A公开了一种基于机器视觉的鱼苗计数装置及方法，通过旋转门对鱼苗进行分批计数，但每批次的鱼苗数量不易控制，鱼苗在计数区域存在粘连、堆积等问题，影响计数准确率，而且计数不连续，降低了鱼苗计数效率。
[0004]中国专利技术申请公布号CN109937947A公开了一种鱼苗计数器，通过在壳体内设置分流板，将进入壳体的鱼苗分流，通过改变管道的长度就可以改变管道出口的大小来适应不同大小的鱼苗，但在分流过程对鱼苗可能存在不同程度的撞击，而且该方式主要适用于体型较大的鱼苗。
[0005]中国专利技术申请公布号CN110766123A公开了一种鱼苗计数系统及鱼苗计数方法，通过在待测鱼苗水箱底处设置有输出口供多个鱼苗进入单向水道，并在单向水道内图像采集和计数，但在实际操作过程中，鱼苗游动是随机的、喜逆流的，并不一定会及时进入单向水道，影响计数效率，而且单向水道的尺寸固定，适应的鱼苗尺寸有限。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种高通量鱼苗在线计数装置和方法。
[0007]为解决技术问题，本专利技术的解决方案是：
[0008]提供一种高通量鱼苗在线跟踪计数装置，包括鱼苗观察通道和摄像设备；该装置还包括支撑框架，在其顶部设有鱼苗缓存轨道；在鱼苗缓存轨道起始端的侧板或底板上，设有循环水的出水口；鱼苗观察通道倾斜固定在支撑框架中部，且通过弯曲轨道与鱼苗缓存轨道连接；鱼苗观察通道的末端连接至鱼苗出口段，后者位于支撑框架的下部；鱼苗缓存轨道的顶部呈敞口状，弯曲轨道、鱼苗观察通道和鱼苗出口段的顶部均为封闭状态；
[0009]所述鱼苗观察通道的主体为U形槽，其底部为白色透光板材，两侧为不透光板材，顶部以遮光罩封闭；在U形槽的下方装有补光模块，包括用于提供照明的面板灯；所述摄像设备安装在遮光罩上，且镜头通过遮光罩上的透明板对准鱼苗观察通道内部。
[0010]本专利技术中，所述遮光罩上设有透明板，摄像设备装于安装盒中，后者以紧固螺栓固
定在透明板的外侧。
[0011]本专利技术中，所述循环水的出水口是指设于侧板或底板上的多个出水法兰，并通过软管和连接管件接至水泵出口；水泵的入口接至位于鱼苗出口段下方的水箱中，从而构成循环水系统；在鱼苗缓存轨道的端部安装折弯挡板，折弯挡板能覆盖出水法兰但不会封堵其出水。
[0012]本专利技术中，所述弯曲轨道的上下面板均为光滑圆弧面，其一端通过U型连接件与鱼苗缓存轨道连接，另一端嵌套入鱼苗观察通道中并以螺栓连接；所述鱼苗出口段为变径结构，其较大开口端嵌套在鱼苗观察通道的外侧，并通过螺栓连接，连接处采用密封胶密封。
[0013]本专利技术中，所述面板灯的两侧设安装条，并通过螺栓固定在鱼苗观察通道的底部。
[0014]本专利技术中，所述摄像设备通过缆线与计算单元连接，计算单元分别与移动式存储单元和显示单元相连。
[0015]本专利技术中，所述支撑框架是由多根方形连接杆组成，底部设置多个胶轮。
[0016]本专利技术进一步提供了一种高通量鱼苗在线跟踪计数方法，包括如下步骤：
[0017](1)接通补光模块和计算单元的电源，计算单元初始化检测目标和目标鱼苗状态、显示屏数量清零；
[0018](2)开启水泵，待鱼苗缓存轨道中的水流稳定后倒入鱼苗，鱼苗随着水流进入鱼苗观察通道，最终通过鱼苗出口进入水箱；在此过程中，摄像设备持续获取鱼苗观察通道内部全部可视区域的图像信号，并向计算单元传输数据；
[0019](3)计算单元对接收到的图像数据进行预处理，包括裁剪、矫正、滤波、形态学操作和孔洞填充；在所有图像中设置虚拟的计数线；
[0020](4)从当前第i帧经过预处理的图像中获取所有连通区域的中心点位置面积信息；将面积大于阈值T的连通区域标记为检测目标，并将其位置信息存储至检测目标状态集合Detections中；
[0021]在视觉上看来，彼此连通的像素点形成了一个区域，而不连通的像素点形成了不同的区域。本专利技术中，将由彼此连通的像素点构成的集合，称之为一个连通区域。
[0022](5)将当前第i帧中的检测目标与未被计数的目标鱼苗进行关联；
[0023](6)采用卡尔曼滤波算法对目标鱼苗位置信息进行更新和预测；
[0024](7)根据目标鱼苗是否穿越虚拟计数线和是否已计数，判断是否对鱼苗进行计数；
[0025](8)将检测目标状态初始化，即
[0026](9)将鱼苗计数所得的数字显示在电子显示屏上；
[0027](10)重复步骤(3)
‑
(9)，得到的鱼苗总数NoF。
[0028]本专利技术中，所述步骤(1)中，
[0029]所述检测目标状态的表示方法为：所述检测目标状态的表示方法为：1≤j≤c,初始化后
[0030]所述目标鱼苗状态的表示方法为：Targets＝{o1，o2，...，o
l
，...，o
d
}(o
l
＝[b
l
，x
l
，y
l
，counted
l
])，初始化后
[0031]其中，Detections为检测目标状态集合；c为第i帧图像中的连通区域的数量，为
第i帧图像中第j个检测目标在图像中的位置信息，为横坐标，为纵坐标；Targets为目标鱼苗状态集合；o
l
表示第l个目标鱼苗，b
l
表示目标鱼苗o
l
的连续未被关联次数；counted
l
表示目标鱼苗o
l
是否被计数，counted
l
＝0表示未被计数，counted
l
＝1表示已计数；(x
l
，y
l
)表示目标鱼苗o
l
的在图像中的位置信息，其中x
l
为横坐标，y
l
为纵坐标。
[0032]本专利技术中，所述步骤(3)具体包括：
[0033](3.1)对图像进行裁剪，去除观察通道以外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高通量鱼苗在线跟踪计数装置，包括鱼苗观察通道和摄像设备；其特征在于，该装置还包括支撑框架，在其顶部设有鱼苗缓存轨道；在鱼苗缓存轨道起始端的侧板或底板上，设有循环水的出水口；鱼苗观察通道倾斜固定在支撑框架中部，且通过弯曲轨道与鱼苗缓存轨道连接；鱼苗观察通道的末端连接至鱼苗出口段，后者位于支撑框架的下部；鱼苗缓存轨道的顶部呈敞口状，弯曲轨道、鱼苗观察通道和鱼苗出口段的顶部均为封闭状态；所述鱼苗观察通道的主体为U形槽，其底部为白色透光板材，两侧为不透光板材，顶部以遮光罩封闭；在U形槽的下方装有补光模块，包括用于提供照明的面板灯；所述摄像设备安装在遮光罩上，且镜头通过遮光罩上的透明板对准鱼苗观察通道内部；摄像设备装于安装盒中，安装盒以紧固螺栓固定在透明板的外侧。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述循环水的出水口是指设于侧板或底板上的多个出水法兰，并通过软管和连接管件接至水泵出口；水泵的入口接至位于鱼苗出口段下方的水箱中，从而构成循环水系统；在鱼苗缓存轨道的端部安装折弯挡板，折弯挡板能覆盖出水法兰但不会封堵其出水。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述弯曲轨道的上下面板均为光滑圆弧面，其一端通过U型连接件与鱼苗缓存轨道连接，另一端嵌套入鱼苗观察通道中并以螺栓连接；所述鱼苗出口段为变径结构，其较大开口端嵌套在鱼苗观察通道的外侧，并通过螺栓连接，连接处采用密封胶密封。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述面板灯的两侧设安装条，并通过螺栓固定在鱼苗观察通道的底部；所述摄像设备通过缆线与计算单元连接，计算单元分别与移动式存储单元和显示单元相连；所述支撑框架是由多根方形连接杆组成，底部设置多个胶轮。5.一种高通量鱼苗在线跟踪计数方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)接通补光模块和计算单元的电源，计算单元初始化检测目标和目标鱼苗状态、显示屏数量清零；(2)开启水泵，待鱼苗缓存轨道中的水流稳定后倒入鱼苗，鱼苗随着水流进入鱼苗观察通道，最终通过鱼苗出口进入水箱；在此过程中，摄像设备持续获取鱼苗观察通道内部全部可视区域的图像信号，并向计算单元传输数据；(3)计算单元对接收到的图像数据进行预处理，包括裁剪、矫正、滤波、形态学操作和孔洞填充；在所有图像中设置虚拟的计数线；(4)从当前第i帧经过预处理的图像中获取所有连通区域的中心点位置面积信息；将面积大于阈值T的连通区域标记为检测目标，并将其位置信息存储至检测目标状态集合Detections中；(5)将当前第i帧中的检测目标与未被计数的目标鱼苗进行关联；(6)采用卡尔曼滤波算法对目标鱼苗位置信息进行更新和预测；(7)根据目标鱼苗是否穿越虚拟计数线和是否已计数，判断是否对鱼苗进行计数；(8)将检测目标状态初始化，即(9)将鱼苗计数所得的数字显示在电子显示屏上；(10)重复步骤(3)
‑
(9)，得到的鱼苗总数NoF。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，
所述检测目标状态的表示方法为：所述检测目标状态的表示方法为：初始化后所述目标鱼苗状态的表示方法为：Targets＝{o1，o2，...，o
l
，...，o
d
}(o
l
＝[b
l
，x
l
，y
l<...

【专利技术属性】
技术研发人员：冀大雄，周佳龙，叶章颖，朱松明，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：