[發明專利]一種基于機器視覺的科學確定河蟹投餌量的方法

有效

• 申請號: 201810823116.3
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN108990862B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 趙德安;劉曉洋;管凱
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: A01K61/80
• 分類號: A01K61/80;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于機器視覺的科學確定河蟹投餌量的方法，其特征在于：利用水中定點監測站確定投喂量后進行餌料投喂，具體的步驟如下：

步驟1，獲取河蟹養殖密度：在水中隨機選取若干位置放置監測站，然后按一定時間序列解析監測站上攝像頭（4）采集的圖像信息并處理，得到其觀察區域內河蟹的數量，與觀察區域面積相比可得到當前區域河蟹密度，當所有監測站的河蟹密度都解析出來后，采用求平均值的統計方法解得蟹塘河蟹的密度；

步驟2，確定本次投喂的投餌量及下料速度：由步驟1得到的河蟹密度然后結合蟹塘大小、河蟹生長狀況、投喂時間確定本次投喂需要的投餌量并設置投喂時投喂裝置（1）的下料速度；

步驟3，確定上次投餌量是否足夠：在一次投喂作業結束后，往監測站里投放少量的次等餌料，在下次投喂之前通過監測站的攝像頭采集到的圖像信息解算出次等餌料剩余量，若次等餌料減少說明上次投餌量不足，則增加下次的投餌量，反之，說明上次投餌量過多，需要減少投餌量；

所述監測站包括一塊紗網（6），四根支架（5）以及高清防水攝像頭（4），四根支架（5）搭建成四棱錐結構，其四根支架頂點處設有攝像頭（4），四根支架底端所在平面連接有紗網（6）；

步驟1和步驟3中的圖像信息處理過程為：水下攝像頭配合環形照明光源進行實時的圖像采集；

采集水下河蟹圖像時，不能受水質混濁、光照不均影響，先采用Retinex圖像增強算法濾除這些因素的影響，這里對原始圖像S中光照L的估計方式是將圖像變換到對數域后對整幅圖像求均值；

接著采用對圖像幾何和光學的變化有較好的穩健性的HOG特征處理，具體步驟如下：

圖像預處理：提取圖像的紋理特征；

計算圖像梯度：計算每個像素點的梯度幅值和方向，弱化光照不均勻的影響；

在cell中計算梯度方向直方圖：將圖像劃分為若干個連通區域cell，然后在每個cell內統計梯度方向直方圖；將多個cell組合成更大的連通塊block，將block內所有cell的特征向量串聯起來便得到該block的HOG特征描述子；

統計整幅圖像的HOG特征：通常是選取固定大小的滑動窗口來提取HOG特征；

最后將提取的HOG特征向量送入訓練好的SVM分類器判別cell中是否有螃蟹或次等餌料，從而實現水下螃蟹的識別與定位，或確認監測站里次等餌料的剩余量，為了減少照明光源對河蟹趨光特性的影響，圖像采集在白天進行。

2.根據權利要求1所述的一種基于機器視覺的科學確定河蟹投餌量的方法，其特征在于，選取若干位置放置監測站的數量為3~5個。

3.根據權利要求1所述的一種基于機器視覺的科學確定河蟹投餌量的方法，其特征在于，所述投喂時間上午占日投喂量的30%，傍晚占日投喂量的70%。

4.根據權利要求1所述的一種基于機器視覺的科學確定河蟹投餌量的方法，其特征在于，通過調節投喂裝置（1）的下料口（3）的大小和拋盤電機（2）的轉速來控制下料速度；所述下料速度為單位時間內投喂裝置（1）流出的餌料拋灑到的面積區域，該面積區域的大小由拋盤電機（2）的轉速控制。