[發(fā)明專利]一種水下網(wǎng)箱養(yǎng)殖中的網(wǎng)衣破損檢測(cè)裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810072984.2
• 申請(qǐng)日: 2018-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN108416764A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周超;楊信廷;孫傳恒;吝凱;徐大明;陳瀾;郭強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/62;H04N5/225;H04N5/232;H04N5/235
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種水下網(wǎng)箱養(yǎng)殖中的網(wǎng)衣破損檢測(cè)裝置，其特征在于，包括：控制處理器以及分別與所述控制處理器連接的水下圖像采集單元、動(dòng)力推進(jìn)單元、通訊模塊和供電單元；

所述動(dòng)力推進(jìn)單元用于驅(qū)動(dòng)所述水下圖像采集單元相對(duì)目標(biāo)網(wǎng)箱的向前、向后、向左、向右、向上或向下的運(yùn)動(dòng)；

所述水下圖像采集單元用于采集所述目標(biāo)網(wǎng)箱的網(wǎng)衣圖像，并將所述網(wǎng)衣圖像通過所述通訊模塊上傳至所述控制處理器；

所述控制處理器用于接收所述網(wǎng)衣圖像，并對(duì)所述網(wǎng)衣圖像進(jìn)行基于內(nèi)部算法設(shè)定的圖像數(shù)據(jù)處理，輸出對(duì)所述目標(biāo)網(wǎng)箱的網(wǎng)衣破損檢測(cè)結(jié)果；

所述供電單元用于為整個(gè)所述檢測(cè)裝置提供驅(qū)動(dòng)電源。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述水下圖像采集單元進(jìn)一步包括依次連接的光照度傳感器、攝像頭和光源；

所述光照度傳感器用于感知環(huán)境光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)，并將所述環(huán)境光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)發(fā)送至所述控制處理器；

相應(yīng)的，所述控制處理器還用于，若判斷所述環(huán)境光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)低于設(shè)定光照閾值時(shí)，打開所述光源進(jìn)行補(bǔ)光；

所述攝像頭用于采集所述網(wǎng)衣圖像并上傳至所述控制處理器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述動(dòng)力推進(jìn)單元進(jìn)一步包括依次相連的推進(jìn)器、轉(zhuǎn)艏舵和浮沉舵；

所述推進(jìn)器用于根據(jù)所述控制處理器的控制，驅(qū)動(dòng)所述水下圖像采集單元相對(duì)所述目標(biāo)網(wǎng)箱的向前或者向后運(yùn)動(dòng)；

所述轉(zhuǎn)艏舵用于根據(jù)所述控制處理器的控制，驅(qū)動(dòng)所述水下圖像采集單元相對(duì)所述目標(biāo)網(wǎng)箱在水平方向的向左或者向右運(yùn)動(dòng)；

所述浮沉舵用于根據(jù)所述控制處理器的控制，驅(qū)動(dòng)所述水下圖像采集單元相對(duì)所述目標(biāo)網(wǎng)箱的下潛或者上浮運(yùn)動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置置于養(yǎng)殖區(qū)域中所述目標(biāo)網(wǎng)箱的外圍，沿所述目標(biāo)網(wǎng)箱的外部采集所述網(wǎng)衣圖像。

5.一種水下網(wǎng)箱養(yǎng)殖中的網(wǎng)衣破損檢測(cè)方法，其特征在于，包括：

S1，通過控制圖像采集單元相對(duì)目標(biāo)網(wǎng)箱的向前、向后、向左、向右、向上或向下的運(yùn)動(dòng)，獲取所述目標(biāo)網(wǎng)箱的網(wǎng)衣圖像；

S2，依次對(duì)所述網(wǎng)衣圖像進(jìn)行背景提取、背景消除以及灰度及二值化處理，獲取初始網(wǎng)衣目標(biāo)；

S3，利用給定細(xì)化算法，提取所述初始網(wǎng)衣目標(biāo)中的網(wǎng)衣骨架，并基于所述網(wǎng)衣骨架進(jìn)行交叉點(diǎn)提取；

S4，基于提取的所述交叉點(diǎn)，對(duì)所述目標(biāo)網(wǎng)箱的網(wǎng)衣進(jìn)行基于Delaunay三角剖分的破損檢測(cè)，輸出對(duì)所述網(wǎng)衣的破損狀態(tài)檢測(cè)結(jié)果。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述S4的步驟進(jìn)一步包括：

S41，以所有所述交叉點(diǎn)為頂點(diǎn)對(duì)所述目標(biāo)網(wǎng)箱的網(wǎng)衣進(jìn)行Delaunay三角剖分，獲取多個(gè)Delaunay三角網(wǎng)；

S42，分別計(jì)算每個(gè)所述Delaunay三角網(wǎng)的周長(zhǎng)，并計(jì)算各所述周長(zhǎng)的平均值，獲取平均周長(zhǎng)；

S43，若所述平均周長(zhǎng)大于給定周長(zhǎng)閾值，則判定所述目標(biāo)網(wǎng)箱的網(wǎng)衣存在破損。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述S2的步驟進(jìn)一步包括：

S21，根據(jù)多幀所述網(wǎng)衣圖像，計(jì)算圖像中各位置點(diǎn)的像素灰度平均值并根據(jù)各位置點(diǎn)的實(shí)際像素灰度I_(x,y)和所述像素灰度平均值確定背景灰度；

S22，基于所述背景灰度，確定背景方差σ_(x,y)；

S23，基于所述背景方差σ_(x,y)、各位置點(diǎn)的實(shí)際像素灰度I_(x,y)和所述像素灰度平均值判定滿足關(guān)系式的位置點(diǎn)為背景點(diǎn)；

S24，基于對(duì)所述背景點(diǎn)的判定，拆分出所述網(wǎng)衣圖像中的非背景點(diǎn)，獲取所述初始網(wǎng)衣目標(biāo)。