[發明專利]一種海洋牧場網箱的健康監測方法

有效

• 申請號: 201810906237.4
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN109145794B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 杜海;趙云鵬;史彥君
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06Q50/02;A01K61/60;G01S19/42;H04B1/69;H04N7/18
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本發明屬于圖像測量技術領域，提供一種海洋牧場網箱的健康監測方法。在對海上網箱進行健康監測時，首先根據現場網箱的分布情況，設定一系列的GPS點位并生成“之”字形飛行軌跡；然后利用攝像機采集現場圖像，并在圖像處理板中對網箱邊框進行識別，并計算中心位置；接下來同時比對GPS點位處網箱中心的位置變化、鄰近網箱邊緣方向的一致性以及網箱邊緣線是否異常；最后將判別比對結果與設定的閾值相比較，從而得到網箱狀態是否健康的判斷，同時將此判斷結果與診斷數據一同采用LoRa擴頻通信發送到遠程接收端。本發明在海上網箱健康監測時充分考慮了現實中網箱的脫錨和結構損壞兩大重要問題，以及圖像分析算法耗時大、功率消耗嚴重的問題。

技術領域

本發明屬于圖像測量技術領域，涉及到海洋牧場中養殖網箱的監測問題，特別涉及海上結構物監測的圖像分析方法。

背景技術

海洋牧場作為海洋經濟重要的一環，受到了國家的高度重視，迎來了前所未有的發展機遇。大力推進海洋牧場的建設，有利于實現漁業的轉型升級，有利于實現全面的現代化智能漁業。

大型網箱的使用是海洋牧場漁業養殖中常常采用的一種裝置，網箱的穩定運行與漁業的正常生產息息相關。然而，由于海洋環境的惡劣和不穩定性使得網箱在實際使用過程中存在著較高的損壞風險，其中風浪或其他裝置沖擊下的箱體變形以及網箱的脫錨問題是最為常見的，也是對漁業影響較大的因素。然而，由于海上作業的困難較大，人工費用較高，往往網箱損壞信息的獲取不及時，導致了大量的財產損失。因此，及時發現海上養殖網箱出現的異常，成為了海上養殖面對的首要問題。

為了解決海上養殖網箱監測難的問題，許多專家學者進行了網箱監測技術的研究，其中文獻[1]采用了ZigBee無線組網的方式將各個網箱的傳感數據(濕溫度與PH值)傳輸到中心機上，然后使用GPRS技術進行遠程傳輸，從而完成了網箱水質的監測；文獻[2]同樣采用ZigBee和GPRS技術進行了深水網箱纜繩力的監測研究；文獻[3]采用了GSM模塊將PH值傳感數據與溫度數據進行遠程傳輸，從而達到深海網箱預警的目的；文獻[4]研制了水下監控的水密結構，并采用微光灰度相機對網箱進行人工的視頻監控；文獻[5]采用單片機技術將網箱區域的溫度、鹽度、流速、光照度、溶解氧、PH值及營養鹽進行數據采集，并通過RS232串口通信技術實時地傳輸數據；文獻[6]采用水下聲納技術對網箱破損和餌料投擲進行監測。在這些研究過程中，研究者們通過將養殖技術與電子技術相融合在不同程度上均達到了對海上網箱監測的目的。然而，在當前對網箱監測技術的研究過程中，大多數的研究均以網箱個體的局部信息監測為主要技術路線。盡管這樣的設計可以實時地提取到相關的傳感信息，從而間接地判斷網箱的運行狀態，但監測設備本身的可靠性在長期服役使用中無法得到監測，所以容易出現誤報的情況。因此，若可以結合一種較為直接的網箱監測方法，則海上網箱的異常報警則更加合理、更加準確。而將無人機技術與圖像測量技術相融合后，將以一種更加直觀的方式對海上網箱的狀態進行巡檢，這種方式不僅大大地降低了人力成本和測試風險，還大大提高了對海洋牧場管理的效率。

參考文獻：

[1]柯躍前.海洋網箱及其養殖環境的數字化監測系統.中國科技成果,2013(5):36-38.

[2]王筱珍，劉璨，吳洪亮.基于Zigbee和GPRS技術的深水網箱系纜力遠程監測系統設計.漁業現代化,2015,42(1):24-27.

[3]柯躍前，張培宗，鄭僑偉，林菲.基于GSM模塊的深海網箱養殖監控系統設計.漁業現代化,2009,36(5):19-22.

[4]關長濤，崔國平，李嬌，崔勇.多視角深水網箱水下監視器的研制.漁業現代化,2008,35(1):10-14.

[5]湯云峰,黃照花.網箱養殖實時監測系統的設計.黑龍江水產,2007(4):28-30.

[6]王潤田，陳晶晶，龔劍彬.深水網箱養殖中的聲學監測問題探討.漁業現代化,2012,39(3):19-22.

發明內容