[發明專利]基于平行激光和語義分割的海參長度測量方法及系統

有效

• 申請號: 202011054510.9
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112132884B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 俞智斌;張心亮;曾慧敏
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G06T7/60
• 分類號: G06T7/60;G06T7/62;G06T7/11;G06T7/12
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發明涉及海參長度測量技術領域，公開了一種基于平行激光和語義分割的海參長度測量方法及系統，方法包括步驟：發出兩平行可見的激光束照射前方，在前方物體表面上形成激光點，攝像頭實時攝取前方圖像；對所述前方圖像進行裁剪，得到激光點之間的像素距離Dsubgt;p/subgt;和激光點的中心區域；對所述中心區域進行語義分割，得到包含海參近似輪廓的分割圖像，并基于所述分割圖像確定海參的軸線方向，得到海參在軸線方向的像素距離Lsubgt;p/subgt;；根據激光點之間的像素距離Dsubgt;p/subgt;、激光束之間的實際距離Dsubgt;r/subgt;、海參軸線方向的像素距離Lsubgt;p/subgt;，計算海參的真正長度本發明提出一種非接觸式海參測量系統及方法，借助一對平行激光，基于Mask?R?CNN模型進行語義分割，使測量過程又快又方便，而且成本也低。

技術領域

本發明涉及海參長度測量技術領域，尤其涉及一種基于平行激光和語義分割的海參長度測量方法及系統。

背景技術

海參測量是水產養殖的基本要求。原位非接觸式測量大大降低了成本和無害性，這使得這種技術成為水產養殖監測的一個理想的選擇。要開發一種原位非接觸式測量系統，主要面臨兩個挑戰。一個挑戰是在非接觸條件下缺乏可參照的物體。另一個挑戰是如何在水下環境中檢測并定位海參。

發明內容

本發明提供一種基于平行激光和語義分割的海參長度測量方法及系統，解決的技術問題在于：如何在水下環境中非接觸式地檢測并定位海參，以較為簡單、快速且精準地測量海參的長度。

為解決以上技術問題，本發明提供一種基于平行激光和語義分割的海參長度測量方法，包括步驟：

S1.發出兩平行可見的激光束照射前方，在前方物體表面上形成激光點，攝像頭實時攝取前方圖像；

S2.對所述前方圖像進行裁剪，得到激光點之間的像素距離D_p和激光點的中心區域；

S3.對所述中心區域進行語義分割，得到包含海參近似輪廓的分割圖像，并基于所述分割圖像確定海參的軸線方向，得到海參在軸線方向的像素距離L_p；

S4.根據激光點之間的像素距離D_p、激光束之間的實際距離D_r、海參軸線方向的像素距離L_p，計算海參的真正長度

進一步地，所述步驟S2具體包括步驟：

S21.將所述前方圖像的G通道分離而出，轉化為預設閾值的二值圖；

S22.將所述二值圖中區域面積最大和次大的輪廓作為激光點，確定兩激光點的中心，進而計算出兩中心之間的間距即激光點之間的像素距離D_p；

S23.以激光點之間的像素距離D_p為長度、預設高度為寬度確定一矩形作為裁剪范圍對所述前方圖像進行裁剪，得到激光點的中心區域。

進一步地，在所述步驟S21中，所述預設閾值的設定范圍為250±3；在所述步驟S23中，所述預設高度為300±50像素。

進一步地，在所述步驟S21中，所述預設閾值為250；在所述步驟S23中，所述預設高度為300像素。

進一步地，在所述步驟S22中，采用OpenCV中的contourArea()函數計算每個輪廓的區域面積。

進一步地，在所述步驟S1中，發出的所述激光束為綠色光。

進一步地，在所述步驟S3中，采用基于Mask?R-CNN模型的深度學習網絡模型對所述中心區域進行語義分割；采用OpenCV中的minArea()函數來獲取所述分割圖像中海參輪廓的外接矩形，進一步通過所述外接矩形確定海參的軸線方向。