[发明专利]基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置与方法

权利要求书

1.一种基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估方法，其特征在于，采用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；

所述评估方法包括如下步骤：

S1：在往网箱(5)中收放鱼时通过计数模块(6)获得鱼的总数目；

S2：通过无线通讯模块接收命令，无人艇(1)挂载双目摄像机(2)拍摄视频；

S3：控制器读取双目摄像机(2)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(2)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(5)内鱼的总质量；

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(2)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)(t0,N0)；

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，计算出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：

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方法，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方法，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方法，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方法，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方法，其特征在于，所述双目摄像机(2)的左右相机的间距固定，所述双目摄像机(2)设有相机云台，所述相机云台带动双目摄像机(2)360度全视角旋转。

7.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方法，其特征在于，还包括计数模块(6)，所述计数模块(6)统计鱼的总数目，所述计数模块(6)包括计鱼器和吸鱼泵；所述无人艇(1)上设置有太阳能板和电池进行供电。