一种水下通道生物通过量计数系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种水下通道生物通过量计数系统及方法，其包括摄像机单元、计数处理单元和耐压密封壳，摄像机单元和计数处理单元内置于耐压密封壳内，摄像机单元和计数处理单元连接，摄像机单元用于获取一段时间内水下通道的视频流，计数处理单元基于视频流得到所述时间段内通过水下通道的待测目标数量；所述待测目标包括但不限于鱼、虾等相机可清楚拍摄到的水下生物,计数处理单元通过设置虚拟通道实现对通过目标的统计，再通过辨别重复目标，即使在较高的生物通过量下也得到达到较高的计数准确度和精确度。准确度和精确度。准确度和精确度。

【技术实现步骤摘要】
一种水下通道生物通过量计数系统及方法


[0001]本专利技术涉及水下设备
，具体涉及一种水下通道生物通过量计数系统及方法。

技术介绍

[0002]水下通道计数是一种计算水下目标通过量的方法，该方法首先使要计数的目标通过通道；然后利用安装在通道的计数设备统计通过通道的目标数量，往往用于计算。现有水下通道计数系统一般有计数通道，传感设备和处理模块三个主要部分。计数通道是系统的有效计数空间，设置在水道中，通过此通道的目标将被纳入计数；传感设备为通道内目标的信息采集装置，一般安装在计数通道部分，采集通过目标的信息，一般有红外传感器，光学摄像机等等；处理模块接收传感设备采集的目标信息进行处理与计数。以下为现有的水下生物计数方法：
[0003]公开号为CN115170535A的专利公开了一种基于图像识别的水电工程鱼道过鱼计数方法和系统，通过二值化处理简化目标轮廓的提取，并基于传统计数是容易出现误差的情况进行对应的筛选，确保可以进行计数的目标轮廓均为不会重复计数的鱼类；再通过跟踪鱼类的游动方向，仅对完全进出鱼道的鱼类进行计数；本专利技术采用简单且成本低廉的图像处理技术实现了过鱼计数，还提升了计数的精度，可推广性强，适合用于多种计数场景；
[0004]公开号为CN116363494A的专利公开了一种鱼类数量监测、洄游跟踪的方法和系统，所述方法包括：通过水下鱼类图像数据集训练深度学习模型，得到鱼类检测模型；通过鱼类检测模型预测得到第一鱼类检测框和对应的置信度；通过高斯混合模型，计算连续采集的待测鱼类图像中的鱼类概率图，并提取第二鱼类检测框；计算第一鱼类检测框和第二鱼类检测框的总数作为鱼类数量初步统计值；比较不同时刻对应的鱼类检测框内鱼的深度特征，跟踪鱼的轨迹，剔除重复计数的鱼，得到鱼类数量监测值；根据鱼的轨迹进行鱼类洄游跟踪。
[0005]公开号为CN116145626A的专利公开了一种过鱼监测装置，其包括围栏，内壁围成适于洄游鱼类穿过的通道，围栏适于固定在鱼道的内部；若干个栅条，布置于围栏的内部，适于将围栏的内部通道分隔为多个过鱼单元；摄像头，与栅条连接，适于对过鱼单元进行拍摄；数据采集模块，与摄像头通信连接，适于获取摄像头的拍摄视频信息；控制模块，与摄像头、数据采集模块通信连接，适于控制摄像头、数据采集模块的运行状态，其提高了摄像头获取的图像质量，利于后续针对鱼类的识别与统计。
[0006]本专利技术基于神经网络识别图像目标，虚拟判定线算法和同目标检测算法，提供另一种水下通道生物通过量计数系统及方法。

技术实现思路

[0007]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种水下通道生物通过量计数系统及方法，解决了现有水下通道计数设备难以在较深水域进行工作，以及对重复的大数据量处理
精度低的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术涉及的一种水下通道生物通过量计数系统，包括摄像机单元、计数处理单元和耐压密封壳，摄像机单元和计数处理单元内置于耐压密封壳内，摄像机单元和计数处理单元连接，摄像机单元用于获取一段时间内水下通道的视频流，计数处理单元基于视频流得到所述时间段内通过水下通道的待测目标数量；所述待测目标包括但不限于鱼、虾等相机可清楚拍摄到的水下生物；
[0009]计数处理单元包括虚拟通道绘制模块、待测目标识别模块、虚拟识别框绘制和判定点设置模块、距离判定模块、同一目标识别模块和目标计数模块；
[0010]虚拟通道绘制模块用于在每一帧图像竖直中线两侧对称设置两条虚拟检测线形成虚拟通道，两条虚拟检测线在图像中的横坐标分别为X1和X2，通过对所有视频帧中进入虚拟通道内的待测目标进行计数得到待测目标的总量，
[0011]待测目标识别模块基于现有的目标识别方法识别每一帧图像中的待测目标；
[0012]虚拟识别框绘制和判定点设置模块用于在待测目标周围绘制虚拟识别框，基于识别框设置判定点，判定点可以为识别框上或其内部的某一点，判定点在图像中的坐标为(X,Y)，
[0013]距离判定模块用于判定每一帧图像中识别的待测目标是否处于虚拟通道内，判定方法为：若X1+k(X2‑
X1)≤X≤X2‑
k(X2‑
X1)，0<k<0.25，则认为待测目标进入虚拟通道；若不符合，即待测目标没有进入虚拟通道；
[0014]同一目标识别模块用于判定相邻两帧图像中进入虚拟通道的待测目标是否为同一目标，若下一帧图像中某一待测目标与当前帧图像中所有待测目标之间的高度差最小且该最小值在设定范围内，则认定为两者为相同目标；
[0015]目标计数模块基于距离判定和同一目标辨别的结果进行计数，若距离判定确认该待测目标进入虚拟通道且同一目标辨别认定为待测目标不是同一目标，则进行计数。
[0016]作为一种实现方式，耐压密封壳为一体式结构。作为另一种实现方式耐压密封壳分为计数处理单元密封壳体和摄像机密封壳体，计数处理单元密封壳体包括第一密封筒、第一前端盖和第一后端盖，第一前端盖和第一后端盖分别密封固定在第一密封筒前后两端的开口处，计数处理单元内置于计数处理单元密封壳体内；摄像机密封壳体包括第二密封筒、前端镜片和第二后端盖，前端镜片和第二后端盖分别密封固定在第二密封筒前后两端开口处，摄像机单元内置于摄像机密封壳体，且靠近前端镜片；传输线缆一端密封穿过第一前端盖上的开孔与计数处理单元连接，另一端密封穿过第二后端盖上的开孔与摄像机单元连接。
[0017]进一步地，所述一种水下通道生物通过量计数系统还包括散热片，散热片用于对计数处理单元进行散热，散热片置于计数处理单元与计数处理单元密封壳体之间。
[0018]进一步地，所述一种水下通道生物通过量计数系统还包括接口，在第一后端盖设置一接口，接口方便计数处理单元外接供电设备。
[0019]对应地，一种水下通道生物通过量计数方法，具体包括以下步骤：
[0020](1)摄像机单元获取一段时间内水下通道的视频流；
[0021](2)虚拟通道绘制模块在每一帧图像竖直中线两侧对称设置两条虚拟检测线形成虚拟通道，两条虚拟检测线在图像中的横坐标分别为X1和X2，通过对所有视频帧中进入虚拟
通道内的待测目标进行计数得到待测目标的总量，
[0022](3)待测目标识别模块基于现有的目标识别方法识别每一帧图像中的待测目标；
[0023](4)虚拟识别框绘制和判定点设置模块在待测目标周围绘制虚拟识别框，基于识别框设置判定点，判定点可以为识别框上或其内部的某一点，判定点在图像中的坐标为(X,Y)，
[0024](5)距离判定模块判定每一帧图像中识别的待测目标是否处于虚拟通道内，判定方法为：若X1+k(X2‑
X1)≤X≤X2‑
k(X2‑
X1)，则认为待测目标没有进入虚拟通道；若不符合距离条件，即待测目标没有进入虚拟通道，
[0025](6)同一目标识别模块判定相邻两帧图像中进入虚拟通道的待测目标是否为同一目标，判定方法为：在水下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下通道生物通过量计数系统，其特征在于，包括摄像机单元、计数处理单元和耐压密封壳，摄像机单元和计数处理单元内置于耐压密封壳内，摄像机单元和计数处理单元连接，摄像机单元用于获取一段时间内水下通道的视频流，计数处理单元基于视频流得到所述时间段内通过水下通道的待测目标数量；所述待测目标为水下摄像机能够清楚拍摄到的水下生物；计数处理单元包括虚拟通道绘制模块、待测目标识别模块、虚拟识别框绘制和判定点设置模块、距离判定模块、同一目标识别模块和目标计数模块；虚拟通道绘制模块用于在每一帧图像竖直中线两侧对称设置两条虚拟检测线形成虚拟通道，两条虚拟检测线在图像中的横坐标分别为X1和X2，通过对所有视频帧中进入虚拟通道内的待测目标进行计数得到待测目标的总量，待测目标识别模块基于现有的目标识别方法识别每一帧图像中的待测目标；虚拟识别框绘制和判定点设置模块用于在待测目标周围绘制虚拟识别框，基于识别框设置判定点，判定点可以为识别框上或其内部的某一点，判定点在图像中的坐标为(X,Y)，距离判定模块用于判定每一帧图像中识别的待测目标是否处于虚拟通道内，判定方法为：若X1+k(X2‑
X1)≤X≤X2‑
k(X2‑
X1)，0<k<0.25，则认为待测目标进入虚拟通道；若不符合，即待测目标没有进入虚拟通道；同一目标识别模块用于判定相邻两帧图像中进入虚拟通道的待测目标是否为同一目标，若下一帧图像中某一待测目标与当前帧图像中所有待测目标之间的高度差最小且该最小值在设定范围内，则认定为两者为相同目标；目标计数模块基于距离判定和同一目标辨别的结果进行计数，若距离判定确认该待测目标进入虚拟通道且同一目标辨别认定为待测目标不是同一目标，则进行计数。2.根据权利要求1所述的水下通道生物通过量计数系统，其特征在于，耐压密封壳分为计数处理单元密封壳体和摄像机密封壳体，计数处理单元密封壳体包括第一密封筒、第一前端盖和第一后端盖，第一前端盖和第一后端盖分别密封固定在第一密封筒前后两端的开口处，计数处理单元内置于计数处理单元密封壳体内；摄像机密封壳体包括第二密封筒、前端镜片和第二后端盖，前端镜片和第二后端盖分别密封固定在第二密封筒前后两端开口处，摄像机单元内置于摄像机密封壳体，且靠近前端镜片；传输线缆一端密封穿过第一前端盖上的开孔与计数处理单元连接，另一端密封穿过第二后端盖上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘虎，黄子琦，兰传春，王蒙月，陈旭东，
申请(专利权)人：青岛罗博飞海洋技术有限公司，
类型：发明
国别省市：