[发明专利]一种海洋牧场网箱的健康监测方法

说明书

本发明属于图像测量技术领域，提供一种海洋牧场网箱的健康监测方法。在对海上网箱进行健康监测时，首先根据现场网箱的分布情况，设定一系列的GPS点位并生成“之”字形飞行轨迹；然后利用摄像机采集现场图像，并在图像处理板中对网箱边框进行识别，并计算中心位置；接下来同时比对GPS点位处网箱中心的位置变化、邻近网箱边缘方向的一致性以及网箱边缘线是否异常；最后将判别比对结果与设定的阈值相比较，从而得到网箱状态是否健康的判断，同时将此判断结果与诊断数据一同采用LoRa扩频通信发送到远程接收端。本发明在海上网箱健康监测时充分考虑了现实中网箱的脱锚和结构损坏两大重要问题，以及图像分析算法耗时大、功率消耗严重的问题。

技术领域

本发明属于图像测量技术领域，涉及到海洋牧场中养殖网箱的监测问题，特别涉及海上结构物监测的图像分析方法。

背景技术

海洋牧场作为海洋经济重要的一环，受到了国家的高度重视，迎来了前所未有的发展机遇。大力推进海洋牧场的建设，有利于实现渔业的转型升级，有利于实现全面的现代化智能渔业。

大型网箱的使用是海洋牧场渔业养殖中常常采用的一种装置，网箱的稳定运行与渔业的正常生产息息相关。然而，由于海洋环境的恶劣和不稳定性使得网箱在实际使用过程中存在着较高的损坏风险，其中风浪或其他装置冲击下的箱体变形以及网箱的脱锚问题是最为常见的，也是对渔业影响较大的因素。然而，由于海上作业的困难较大，人工费用较高，往往网箱损坏信息的获取不及时，导致了大量的财产损失。因此，及时发现海上养殖网箱出现的异常，成为了海上养殖面对的首要问题。

为了解决海上养殖网箱监测难的问题，许多专家学者进行了网箱监测技术的研究，其中文献[1]采用了ZigBee无线组网的方式将各个网箱的传感数据(湿温度与PH值)传输到中心机上，然后使用GPRS技术进行远程传输，从而完成了网箱水质的监测；文献[2]同样采用ZigBee和GPRS技术进行了深水网箱缆绳力的监测研究；文献[3]采用了GSM模块将PH值传感数据与温度数据进行远程传输，从而达到深海网箱预警的目的；文献[4]研制了水下监控的水密结构，并采用微光灰度相机对网箱进行人工的视频监控；文献[5]采用单片机技术将网箱区域的温度、盐度、流速、光照度、溶解氧、PH值及营养盐进行数据采集，并通过RS232串口通信技术实时地传输数据；文献[6]采用水下声纳技术对网箱破损和饵料投掷进行监测。在这些研究过程中，研究者们通过将养殖技术与电子技术相融合在不同程度上均达到了对海上网箱监测的目的。然而，在当前对网箱监测技术的研究过程中，大多数的研究均以网箱个体的局部信息监测为主要技术路线。尽管这样的设计可以实时地提取到相关的传感信息，从而间接地判断网箱的运行状态，但监测设备本身的可靠性在长期服役使用中无法得到监测，所以容易出现误报的情况。因此，若可以结合一种较为直接的网箱监测方法，则海上网箱的异常报警则更加合理、更加准确。而将无人机技术与图像测量技术相融合后，将以一种更加直观的方式对海上网箱的状态进行巡检，这种方式不仅大大地降低了人力成本和测试风险，还大大提高了对海洋牧场管理的效率。

参考文献：

[1]柯跃前.海洋网箱及其养殖环境的数字化监测系统.中国科技成果,2013(5):36-38.

[2]王筱珍，刘璨，吴洪亮.基于Zigbee和GPRS技术的深水网箱系缆力远程监测系统设计.渔业现代化,2015,42(1):24-27.

[3]柯跃前，张培宗，郑侨伟，林菲.基于GSM模块的深海网箱养殖监控系统设计.渔业现代化,2009,36(5):19-22.

[4]关长涛，崔国平，李娇，崔勇.多视角深水网箱水下监视器的研制.渔业现代化,2008,35(1):10-14.

[5]汤云峰,黄照花.网箱养殖实时监测系统的设计.黑龙江水产,2007(4):28-30.

[6]王润田，陈晶晶，龚剑彬.深水网箱养殖中的声学监测问题探讨.渔业现代化,2012,39(3):19-22.

发明内容