[發明專利]一種魚苗計數物聯設備及魚苗情況統計方法

在審

• 申請號: 202111120218.7
• 申請日: 2021-09-24
• 公開（公告）號: CN113793350A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 李偉;王悅;王春;陳誠;劉康;邰偉鵬
• 申請（專利權）人: 安徽工大信息技術有限公司
• 主分類號: G06T7/12
• 分類號: G06T7/12;G06T7/13;G06T5/00;G06K9/22;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 王亞軍

1.一種魚苗計數物聯設備，其特征在于：包括箱體和電源盒(4)，同時，包括遠程連接的統計單元；所述電源盒(4)為箱體提供電源，所述箱體上設置有采集單元、識別單元和控制單元：

所述采集單元設置在箱體內的底部，用于盛放待測魚苗；

所述識別單元設置在箱體內的頂部，用于對采集單元內的魚苗進行拍攝；

所述控制單元連接識別單元，用于控制識別單元工作并獲取其拍攝的魚苗圖像，同時輸出統計單元的處理結果；

所述統計單元為遠程服務器，通過互聯網絡連接控制單元，用于對魚苗圖像進行處理并得到魚苗活魚個數、死魚個數以及魚苗周期。

2.根據權利要求1所述的一種魚苗計數物聯設備，其特征在于：所述采集單元為置于箱體內底部的托盤(11)，箱體側面開設便于托盤(11)放置或取出的托盤開口(12)；所述所述識別單元包括CCD高清攝像頭(21)和LED燈(22)；所述控制單元包括樹莓派系統(31)；所述統計單元為遠程GPU服務器，樹莓派系統(31)把獲取到的圖片通過4G/5G傳輸到遠程GPU服務器，遠程GPU服務器利用YOLOV4算法分別識別并計算每幀圖片的數量，取其最大值作為一次采集和識別魚苗的活魚個數、死魚個數以及魚苗周期。

3.一種基于權利要求2所述魚苗計數物聯設備的魚苗情況統計方法，其特征在于：步驟為：

S1、實時采集魚苗圖像：控制單元控制識別單元對魚苗的拍攝，并采集魚苗圖像、傳輸至統計單元進行識別，要求1秒內采集N幀高清圖像，進行移動互聯網壓縮傳輸；

S2、邊框檢測和圖片校正：統計單元對拍攝的圖像進行預處理，對托盤(11)的邊框檢測，矯正變形圖片；

S3、魚苗的識別和數量的統計：利用深度學習YOLOv4算法模型對魚苗圖像進行訓練，通過訓練特征結果識別魚苗個體，得到魚苗數量，包括活魚個數和死魚個數，并將結果回傳至控制單元輸出；

S4、估算魚苗周期：通過測量魚苗長度，即統計拍攝圖片中魚苗長度，根據魚苗長度和魚苗生長周期對照表估算魚苗生長周期，并將結果回傳至控制單元輸出。

4.根據權利要求3所述的魚苗情況統計方法，其特征在于：步驟S1中，魚苗拍攝、采集、傳輸和識別時間總和控制在3～10秒內。

5.根據權利要求3所述的魚苗情況統計方法，其特征在于：步驟S1中，所述移動互聯網壓縮傳輸為通過網絡傳輸算法，包括TCP和HTTP自適應算法，獲得穩定可靠的圖片和數據的傳輸。

6.根據權利要求3所述的魚苗情況統計方法，其特征在于：步驟S2中，所述邊框檢測的具體步驟如下：

1)讀取拍攝圖片并轉換為灰度圖，對灰度圖進行中值濾波去掉圖像中的噪聲點，然后對圖像進行二值化，采用THRESH_BINARY二進制閾值化，thresh為經驗閾值，大于thresh置白，否則置黑；

2)托盤(11)的邊緣檢測，采用OpenCV中的canny函數，檢測圖像托盤(11)的邊緣；

3)檢測圖像托盤(11)的輪廓，根據給出的托盤(11)的輪廓四個角點計算圖中輪廓的長度、寬度，單位為像素；

4)計算托盤(11)的圖像與真實尺寸的比例，同一高度且同一物距條件下拍攝一個刻度尺，計算刻度尺在圖中的坐標距離，算出像素點和真實尺寸的比例K；

5)根據步驟4)中的比例K換算檢測到的托盤(11)的輪廓的計算尺寸；

6)根據步驟5)計算的輪廓計算尺寸和真實測量尺寸作差值，對差值和允許誤差δ比較，判斷邊框是否完整，允許誤差δ為0.1cm。

7.根據權利要求6所述的魚苗情況統計方法，其特征在于：步驟S2中，所述圖片校正為根據長方形的托盤(11)的邊框，完成圖片的矯正；對圖片邊緣進行檢測并提取出輪廓，通過霍夫變換檢測圖中是否包含直線，直到圖中可以檢測到直線和矩形，且圖中框的長度通過比例換算與實際框的長度比較，直至誤差不大于0.1cm，即完成邊框的矯正。