[發明專利]一種用于池塘循環流水養殖的高效集污和智能投飼系統

有效

• 申請號: 201610819775.0
• 申請日: 2016-09-13
• 公開（公告）號: CN106614243B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 葉章穎;趙建;史明明;張偉陽;高薇珊;王朔;鮑偉君;李加偉;朱松明
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06K9/60
• 分類號: G06K9/60;A01K63/04;A01K61/80
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

1.應用用于池塘循環流水高效集污和智能投飼系統進行智能投飼的方法，其特征在于，所述的系統包括養殖池(1)、設置于養殖池(1)頭部的投飼裝置(14)、安裝于養殖池(1)尾部的集污槽(4)、集污槽(4)為上部呈半圓弧面下部呈錐臺狀的槽體，其上部半圓弧面的直徑同養殖池(1)的寬度相同，在上部半圓弧面的上邊緣開有出水缺口(6)，出水缺口長度為半圓弧面弧長的一半，在養殖池內還設有集污輔助裝置，所述的投飼裝置(14)包括DSP(7)、變頻氣泵(8)、PLC(9)、投料口(10)、投料器(11)、廣角高清攝像頭(12)、壓力傳感器(17)、螺旋推進器(18)，廣角高清攝像頭(12)安裝在投飼裝置的頂部，壓力傳感器(17)和螺旋推進器(18)安裝在投料器(11)底端出口處，螺旋推進器(18)連通投料口(10)進料端，投料口(10)同時與變頻氣泵(8)及PLC(9)相連，PCL(9)控制調節投料口(10)大小，養殖池水體內設置無線水溫傳感器(15)、無線溶解氧傳感器(16)，廣角高清攝像頭(12)、無線水溫傳感器(15)、無線溶解氧傳感器(16)均與DSP(7)相連，DSP(7)、變頻氣泵(8)、壓力傳感器(17)、螺旋推進器(18)與PLC(9)相接；在養殖池池邊還設有兩枚圓形的熒光防水圖標(13)，一枚設于與投飼裝置所處邊沿相平行的另一池邊中心，另一枚設于養殖池側邊的中心位置；

該方法包括如下步驟：

1)廣角高清攝像頭(12)將實時拍攝畫面傳送至DSP(7)；

2)DSP(7)在RGB色彩模型下將當前畫面中的熒光防水圖標(13)區域分割出，即分割出兩個“形變”圓；

3)DSP(7)利用Hough變換算法對兩個“形變”圓的形變程度進行量化，并根據量化指標推斷出養殖池(1)的長度a和寬度b；

4)DSP(7)將a和b傳送至PLC(9)，PLC(9)根據a和b值調整變頻氣泵(8)功率和投料口(10)大小；

5)每次投喂前，DSP(7)根據無線水溫傳感器(15)和無線溶解氧傳感器(16)傳回的水質參數信息，利用貝葉斯預測模型和生物能量學模型“Fish-PrFEQ”預估獲得當前養殖池(1)首次投喂量，由PLC(9)控制投喂；

6)投喂過程中，廣角高清攝像頭(12)將投喂實時畫面傳送至DSP(7)；

7)DSP(7)在HSV色彩模型下將實時畫面中的反光區域分割出；

8)DSP(7)利用Horn-Schunck光流算法提取出反光區域每個像素點的運動速度其中k₁×k₂為廣角高清攝像頭(12)的分辨率；

9)DSP(7)將速度的范圍分為m個區間，H(j)為落入速度區間j內的運動矢量的個數，N是當前幀中非零運動矢量總數，P(j)為運動矢量落入速度區間j內的概率：P(j)＝(H(j)/N)×100％，0≤j≤m；

10)DSP(7)利用信息熵對水體反光區域變化特征分布概率的無規律程度進行衡量：

11)DSP(7)對反光區域變化動能進行計算：

12)DSP(7)將動能值實時傳送至PLC(9)，PLC(9)根據動能值大小評估當前魚群飽食程度，繼而決斷變頻氣泵(8)和投料口(10)、投料器(11)是否停止工作。

2.根據權利要求1所述的應用用于池塘循環流水高效集污和智能投飼系統進行智能投飼的方法，其特征在于，所述的集污輔助裝置包括導流板(2)，導流板(2)安裝于養殖池(1)與集污槽(4)相接處并與養殖池(1)側壁呈夾角，在集污槽(4)內側壁和導流板(2)背面貼近養殖池側壁的一端分別安裝有一只氣泵(3)，所述氣泵(3)安裝高度相同，曝氣方向可調。

3.根據權利要求1所述的應用用于池塘循環流水高效集污和智能投飼系統進行智能投飼的方法，其特征在于，所述的集污輔助裝置包括柵板組合(5)，所述的柵板組合由多個平行柵板構成，所述的集污槽半圓弧面上部與錐臺下部結合平面低于養殖池底面，柵板組合(5)斜置于集污槽(4)內，與養殖池(1)底面呈45°夾角，柵板組合(5)的下邊沿位于上述結合平面上，其上邊沿低于養殖池內水體高度。

4.根據權利要求3所述的應用用于池塘循環流水高效集污和智能投飼系統進行智能投飼的方法，其特征在于，所述的柵板組合(5)的上邊沿低于養殖池(1)水體高度10cm。

5.根據權利要求1所述的應用用于池塘循環流水高效集污和智能投飼系統進行智能投飼的方法，其特征在于，所述的廣角高清攝像頭(12)朝向養殖池且鏡頭視線角度與水平面呈15度夾角。