一种珍珠龙胆石斑鱼精准投喂养殖方法技术

本发明专利技术公开了一种珍珠龙胆石斑鱼精准投喂养殖方法。步骤包括：将扩展鱼群聚集图像集输入石斑鱼数量与位置识别模型；将待处理鱼群聚集图像输入处理，获得鱼群聚集位置区域信息和表层数量；将珍珠龙胆石斑鱼的表层数量、溶解氧数据和温度数据以及预设养殖尾数作为模糊神经网络模型的输入，将实际数量作为输出训练；将检测数据集输入，输出实际数量；获得鱼群聚集位置和饵料的总投喂质量，将饵料投入鱼群聚集位置处，实现珍珠龙胆石斑鱼的精准投喂养殖。本发明专利技术方法提出了基于待进食珍珠龙胆石斑鱼数量和理想投喂量的控制流程，解决了饥饿石斑鱼数量无法感知的问题，从而精确得出单次最佳投喂量，实现养殖过程中的精准投喂，可以节约饵料用量，同时防止养殖水质下降。同时防止养殖水质下降。同时防止养殖水质下降。

【技术实现步骤摘要】
一种珍珠龙胆石斑鱼精准投喂养殖方法


[0001]本专利技术涉及了一种精准投喂养殖方法，具体涉及一种珍珠龙胆石斑鱼精准投喂养殖方法。

技术介绍

[0002]目前在珍珠龙胆石斑鱼的工厂化养殖投饵作业中，大多还是由人工作业完成，饵料的投喂量依靠养殖人员视觉范围内的表层石斑鱼数量以及长期以来的个人养殖经验来确定的，但是在实际养殖过程中，珍珠龙胆石斑鱼在高位池中的分布是分层的，所以根据视觉范围内的表层石斑鱼数量进行投喂易出现多投喂和少投喂的情况，投喂量过少，不但会违背水产养殖规律，还容易严重降珍珠龙胆石斑鱼品质；投喂量过多，不仅会导致饵料浪费，最后导致水体水质下降。除了人工投饵作业，还有固定式投饵机定点定时投喂的方式，饵料的投喂也是根据养殖人员的主观判断。虽然在一定程度上减轻了养殖人员的劳动强度，但是仍然存在着投喂量不准确问题。除此之外，固定式投饵机在投喂作业时无法准确捕捉到鱼群的聚集区域，导致只能对固定区域进行投饵，从而导致大量饵料无法被石斑鱼捕食进而导致饵料大量浪费。

技术实现思路

[0003]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术所提供一种珍珠龙胆石斑鱼精准投喂方法。通过图像处理实时检测每个养殖池的鱼群的个数，结合石斑鱼摄食节律，精准控制投喂量进行投喂养殖作业。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：
[0005]本专利技术的精准投喂养殖方法包括如下步骤：
[0006]1)在养殖有预设养殖尾数的驯化后的珍珠龙胆石斑鱼的高位池中心正上方的固定高度处安装摄像机和声诱器，摄像机向下朝向高位池，在高位池中设置溶解氧传感器和温度传感器；通过声诱器在不同的时间点发出声音使得高位池中的若干珍珠龙胆石斑鱼多次聚集，通过摄像机拍摄珍珠龙胆石斑鱼的若干张鱼群聚集图像，将各张鱼群聚集图像进行中值滤波处理后建立鱼群聚集图像集；具体可将摄像机安装在高位池中心正上方的4米处。
[0007]2)将鱼群聚集图像集使用数据标注和图像数据扩增技术处理后获得增强鱼群聚集图像集，将增强鱼群聚集图像集加入鱼群聚集图像集共同建立扩展鱼群聚集图像集，扩展鱼群聚集图像集中包括若干张扩展鱼群聚集图像。
[0008]3)建立石斑鱼数量与位置识别模型，将扩展鱼群聚集图像集作为训练集输入石斑鱼数量与位置识别模型中进行训练，获取训练完成的石斑鱼数量与位置识别模型。具体为将鱼群聚集图像集按照约4:1的比例随机划分训练集和验证集，再依次输入石斑鱼数量与位置识别模型中进行训练和验证。
[0009]4)通过声诱器在不同的时间点发出声音使得高位池中的若干珍珠龙胆石斑鱼多
次聚集，通过摄像机拍摄高位池中若干张表层的珍珠龙胆石斑鱼的待处理鱼群聚集图像，针对每张待处理鱼群聚集图像，将待处理鱼群聚集图像输入训练完成的石斑鱼数量与位置识别模型中处理，处理后输出待处理鱼群聚集定位特征图和待处理鱼群聚集密度特征图，通过待处理鱼群聚集定位特征图获得待处理鱼群聚集图像中的表层的鱼群聚集位置区域信息，根据待处理鱼群聚集密度特征图使用回归计数法获得待处理鱼群聚集图像中的表层的珍珠龙胆石斑鱼的预测数量。
[0010]5)针对步骤4)中的每张珍珠龙胆石斑鱼的待处理鱼群聚集图像，通过溶解氧传感器和温度传感器分别实时获取待处理鱼群聚集图像拍摄时刻的高位池中的溶解氧数据和温度数据，将步骤4)中的待处理鱼群聚集图像中表层的珍珠龙胆石斑鱼的预测数量、高位池中的溶解氧数据和温度数据以及高位池中养殖的珍珠龙胆石斑鱼的预设养殖尾数共同构建待处理数据集；每张珍珠龙胆石斑鱼的待处理鱼群聚集图像均构建一个待处理数据集。
[0011]6)针对每张珍珠龙胆石斑鱼的待处理鱼群聚集图像及其待处理数据集，将待处理数据集输入模糊神经网络模型中，将待处理鱼群聚集图像中聚集的表层和表层以下的珍珠龙胆石斑鱼的实际数量作为模糊神经网络模型的输出，对模糊神经网络模型进行训练，获得训练完成的模糊神经网络模型；表层和表层以下的珍珠龙胆石斑鱼的实际数量具体通过将聚集的石斑鱼打捞后实际计数获得。
[0012]7)在高位池中的珍珠龙胆石斑鱼进食前，通过声诱器发出声音使得高位池中的若干珍珠龙胆石斑鱼聚集，通过摄像机拍摄高位池中的珍珠龙胆石斑鱼的检测鱼群聚集图像，对检测鱼群聚集图像进行步骤4)和5)中处理每张待处理鱼群聚集图像的相同的操作，获得检测鱼群聚集图像中的鱼群聚集位置区域信息和表层的珍珠龙胆石斑鱼的预测数量，通过溶解氧传感器和温度传感器分别实时获取检测鱼群聚集图像拍摄时刻的高位池中的溶解氧数据和温度数据，将检测鱼群聚集图像中的表层的珍珠龙胆石斑鱼的预测数量、检测鱼群聚集图像拍摄时刻的高位池中的溶解氧数据和温度数据以及高位池中养殖的珍珠龙胆石斑鱼的预设养殖尾数输入训练完成的模糊神经网络模型中，训练完成的模糊神经网络模型输出检测鱼群聚集图像中聚集的表层和表层以下的珍珠龙胆石斑鱼的实际数量。
[0013]8)根据步骤7)中的检测鱼群聚集图像中的鱼群聚集位置区域信息获得鱼群聚集位置，根据步骤7)中的检测鱼群聚集图像中聚集的表层和表层以下的珍珠龙胆石斑鱼的实际数量结合单个珍珠龙胆石斑鱼的饵料的预设单次投喂质量，计算获得检测鱼群聚集图像中的珍珠龙胆石斑鱼的饵料的实际总投喂质量，将质量为实际总投喂质量的饵料投入鱼群聚集位置处，实现珍珠龙胆石斑鱼的精准投喂养殖。
[0014]将摄像机所在位置定义为摄像机坐标系的原点，将投饵执行部分定义为投饵坐标系原点，则步骤7)中得到的鱼群聚集位置区域信息相对于摄像机坐标系原点的位置是确定的，通过坐标平移变换就可以确定投饵执行部分与鱼群聚集位置区域的位置差。
[0015]所述的步骤2)中，数据标注处理具体为在鱼群聚集图像集中的每张鱼群聚集图像中标记每条珍珠龙胆石斑鱼的中心点位置坐标。同时可获得鱼群聚集图像中的表层的珍珠龙胆石斑鱼的的数量。
[0016]所述的步骤3)中，建立的石斑鱼数量与位置识别模型包括特征提取主干网络Resnet50、定位分支和计数分支，石斑鱼数量与位置识别模型的输入首先输入到特征提取
主干网络Resnet50中处理，特征提取主干网络Resnet50处理的输出再分别输入至定位分支和计数分支中处理。
[0017]定位分支包括依次连接的三个反卷积层和两个卷积层，计数分支包括依次连接的五个卷积层，定位分支的输入依次经过自身的三个反卷积层和两个卷积层处理后输出定位特征图，计数分支分别通过自身的前四个卷积层处理后和定位分支的第一个卷积层的输出进行合并，合并结果再输入至计数分支的第五个卷积层中处理，处理后输出密度特征图。
[0018]所述的步骤3)中，将扩展鱼群聚集图像集作为训练集输入石斑鱼数量与位置识别模型中进行训练，针对扩展鱼群聚集图像集中的每张扩展鱼群聚集图像，石斑鱼数量与位置识别模型处理后输出扩展鱼群聚集定位特征图和扩展鱼群聚集密度特征图；扩展鱼群聚集定位特征图中包括扩展鱼群聚集图像中的表层的每个珍珠龙胆石斑鱼的预测中心点位置；扩展鱼群聚集密度特征图使用回归计数法获得每张扩展鱼群聚集图像中的表层的珍珠龙胆石斑鱼的预测数量；石本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种珍珠龙胆石斑鱼精准投喂养殖方法，其特征在于：包括如下步骤：1)在养殖有预设养殖尾数的驯化后的珍珠龙胆石斑鱼的高位池中心正上方的固定高度处安装摄像机和声诱器，摄像机向下朝向高位池，在高位池中设置溶解氧传感器和温度传感器；通过声诱器在不同的时间点发出声音使得高位池中的若干珍珠龙胆石斑鱼多次聚集，通过摄像机拍摄珍珠龙胆石斑鱼的若干张鱼群聚集图像，将各张鱼群聚集图像进行中值滤波处理后建立鱼群聚集图像集；2)将鱼群聚集图像集使用数据标注和图像数据扩增技术处理后获得增强鱼群聚集图像集，将增强鱼群聚集图像集加入鱼群聚集图像集共同建立扩展鱼群聚集图像集，扩展鱼群聚集图像集中包括若干张扩展鱼群聚集图像；3)建立石斑鱼数量与位置识别模型，将扩展鱼群聚集图像集作为训练集输入石斑鱼数量与位置识别模型中进行训练，获取训练完成的石斑鱼数量与位置识别模型；4)通过声诱器在不同的时间点发出声音使得高位池中的若干珍珠龙胆石斑鱼多次聚集，通过摄像机拍摄高位池中若干张表层的珍珠龙胆石斑鱼的待处理鱼群聚集图像，针对每张待处理鱼群聚集图像，将待处理鱼群聚集图像输入训练完成的石斑鱼数量与位置识别模型中处理，处理后输出待处理鱼群聚集定位特征图和待处理鱼群聚集密度特征图，通过待处理鱼群聚集定位特征图获得待处理鱼群聚集图像中的表层的鱼群聚集位置区域信息，根据待处理鱼群聚集密度特征图使用回归计数法获得待处理鱼群聚集图像中的表层的珍珠龙胆石斑鱼的预测数量；5)针对步骤4)中的每张珍珠龙胆石斑鱼的待处理鱼群聚集图像，通过溶解氧传感器和温度传感器分别实时获取待处理鱼群聚集图像拍摄时刻的高位池中的溶解氧数据和温度数据，将步骤4)中的待处理鱼群聚集图像中表层的珍珠龙胆石斑鱼的预测数量、高位池中的溶解氧数据和温度数据以及高位池中养殖的珍珠龙胆石斑鱼的预设养殖尾数共同构建待处理数据集；每张珍珠龙胆石斑鱼的待处理鱼群聚集图像均构建一个待处理数据集；6)针对每张珍珠龙胆石斑鱼的待处理鱼群聚集图像及其待处理数据集，将待处理数据集输入模糊神经网络模型中，将待处理鱼群聚集图像中聚集的表层和表层以下的珍珠龙胆石斑鱼的实际数量作为模糊神经网络模型的输出，对模糊神经网络模型进行训练，获得训练完成的模糊神经网络模型；7)在高位池中的珍珠龙胆石斑鱼进食前，通过声诱器发出声音使得高位池中的若干珍珠龙胆石斑鱼聚集，通过摄像机拍摄高位池中的珍珠龙胆石斑鱼的检测鱼群聚集图像，对检测鱼群聚集图像进行步骤4)和5)中处理每张待处理鱼群聚集图像的相同的操作，获得检测鱼群聚集图像中的鱼群聚集位置区域信息和表层的珍珠龙胆石斑鱼的预测数量，通过溶解氧传感器和温度传感器分别实时获取检测鱼群聚集图像拍摄时刻的高位池中的溶解氧数据和温度数据，将检测鱼群聚集图像中的表层的珍珠龙胆石斑鱼的预测数量、检测鱼群聚集图像拍摄时刻的高位池中的溶解氧数据和温度数据以及高位池中养殖的珍珠龙胆石斑鱼的预设养殖尾数输入训练完成的模糊神经网络模型中，训练完成的模糊神经网络模型输出检测鱼群聚集图像中聚集的表层和表层以下的珍珠龙胆石斑鱼的实际数量；8)根据步骤7)中的检测鱼群聚集图像中的鱼群聚集位置区域信息获得鱼群聚集位置，根据步骤7)中的检测鱼群聚集图像中聚集的表层和表层以下的珍珠龙胆石斑鱼的实际数量结合单个珍珠龙胆石斑鱼的饵料的预设单次投喂质量，计算获得检测鱼群聚集图像中的
珍珠龙胆石斑鱼的饵料的实际总投喂质量，将质量为实际总投喂质量的饵料投入鱼群聚集位置处，实现珍珠龙胆石斑鱼的精准投喂养殖。2.根据权利要求1所述的一种珍珠龙胆石斑鱼精准投喂养殖方法，其特征在于：所述的步骤2)中，数据标注处理具体为在鱼群聚集图像集中的每张鱼群聚集图像中标记每条珍珠龙胆石斑鱼的中心点位置坐标。3.根据权利要求1所述的一种珍珠龙胆石斑鱼精准投喂养殖方法，其特征在于：所述的步骤3)中，建立的石斑鱼数量与位置识别模型包括特征提取主干网络Resnet50、定位分支和计数分支，石斑鱼数量与位置识别模型的输入首先输入到特征提取主干网络Resnet50中处理，特征提取主干网络Resnet50处理的输出再分别输入至定位分支和计数分支中处理；定位分支包括依次连接的三个反卷积层和两个卷积层，计数分支包括依次连接的五个卷积层，定位分支的输入依次经过自身的三个反卷积层和两个卷积层处理后输出定位特征图，计数分支分别通过自身的前四个卷积层处理后和定位分支的第一个卷...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂鹏程，钱程，汪清平，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：