一種自動捕魚的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及漁業(yè)捕捉領(lǐng)域，尤其涉及一種自動捕魚的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，捕魚方案存在以下缺陷:1、缺少專項捕魚的水下裝置；2、水下激光成像效果差；3、水下圖像識別精度不高；4、無法對水下魚體進(jìn)行精確定位。
[0003]有鑒于此，本發(fā)明提出了一種用于自動捕魚的潛水器，通過潛水器為水下捕魚平臺，采用一系列高精度水下捕魚電子設(shè)備，解決上述缺陷，從而能夠替代傳統(tǒng)的捕魚方式，實現(xiàn)捕魚作業(yè)的高度機械化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于自動捕魚的潛水器，利用潛水器能夠直接接觸水下任何位置的優(yōu)勢，采用聲納和聲納圖像處理設(shè)備進(jìn)行水下激光成像控制，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別以提高水下魚體識別的精度，并引入水下定位設(shè)備和專用的潛水器結(jié)構(gòu)和捕魚設(shè)備，提高水下捕魚的效率。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種自動捕魚的方法，該方法包括:
[0006]I)提供一種用于自動捕魚的潛水器，所述潛水器包括潛水器主體、激光成像設(shè)備、特征提取識別設(shè)備，所述激光成像設(shè)備和所述特征提取識別設(shè)備都位于所述潛水器主體上，所述激光成像設(shè)備用于拍攝水下激光圖像，所述特征提取識別設(shè)備與所述激光成像設(shè)備連接，用于從所述水下激光圖像中提取水下魚體特征并確定魚體類型；2)使用所述潛水器來自動捕魚。
[0007]更具體地，在所述用于自動捕魚的潛水器中，還包括:漁網(wǎng)測重設(shè)備，設(shè)置在漁網(wǎng)容器內(nèi)，用于檢測并輸出漁網(wǎng)重量；漁網(wǎng)容器，設(shè)置在所述水下機器人主體上，用于在非捕魚狀態(tài)下容納漁網(wǎng)，所述漁網(wǎng)容器包括電動鎖扣、繼電器和開口，所述電動鎖扣在接收到捕魚啟動信號時，打開所述開口，所述電動鎖扣在接收到回收完畢信號時，關(guān)閉所述開口，所述繼電器與電動鎖扣和潛水器供電設(shè)備分別連接，用于為所述電動鎖扣供電并控制所述電動鎖扣的打開操作和關(guān)閉操作；漁網(wǎng)釋放驅(qū)動器，設(shè)置在所述水下機器人主體上，與所述漁網(wǎng)連接，用于根據(jù)所述漁網(wǎng)釋放力度和所述漁網(wǎng)釋放角度控制所述漁網(wǎng)的釋放；漁網(wǎng)回收驅(qū)動器，設(shè)置在所述水下機器人主體上，與所述漁網(wǎng)連接，用于在接收到捕魚結(jié)束信號時，控制所述漁網(wǎng)以將所述漁網(wǎng)回收到所述漁網(wǎng)容器內(nèi)；釋放電機，設(shè)置在所述水下機器人主體上，與所述漁網(wǎng)釋放驅(qū)動器連接，為所述漁網(wǎng)釋放驅(qū)動器對漁網(wǎng)釋放的控制提供動力；回收電機，設(shè)置在所述水下機器人主體上，與所述漁網(wǎng)回收驅(qū)動器連接，為所述漁網(wǎng)回收驅(qū)動器對漁網(wǎng)釋放的控制提供動力；水上信號接收器，設(shè)置在所述水下機器人主體上，與所述電動鎖扣和所述漁網(wǎng)回收驅(qū)動器分別連接，通過電纜與水上救援中心連接，用于在所述漁網(wǎng)完全回收到所述漁網(wǎng)容器內(nèi)后在水上人員的操作下提供回收完畢信號，還用于在水上人員的操作下提供捕魚結(jié)束信號；所述潛水器主體包括支架、左壓力克透明筒、右壓力克透明筒、連接箍、儲物臺、機械臂、機械手、隔水密封筒、橫向螺旋槳、豎向螺旋槳、縱向螺旋槳和三個直流電機，所述支架用于將所述潛水器主體固定在水下，所述連接箍與所述支架固定連接，所述儲物臺和所述機械臂與所述連接箍分別連接，所述機械手與所述機械臂連接，所述機械臂包括大臂和與大臂連接的小臂，所述三個直流電機分別帶動所述橫向螺旋槳、所述豎向螺旋槳和所述縱向螺旋槳，以通過螺旋槳的正反轉(zhuǎn)，為潛水器主體提供6個自由度的推進(jìn)動力；移動硬盤，位于所述潛水器主體上，用于預(yù)先存儲了亮度閾值上限和亮度閾值下限；聲納設(shè)備，位于所述潛水器主體上，用于對所述潛水器主體前方的水下目標(biāo)執(zhí)行聲納圖像采集，以獲得聲納圖像；聲納圖像處理設(shè)備，與所述聲納設(shè)備和所述移動硬盤分別連接，包括第一檢測子設(shè)備、第二檢測子設(shè)備和目標(biāo)距離檢測子設(shè)備，所述第一檢測子設(shè)備與所述聲納設(shè)備和所述移動硬盤分別連接，用于采用亮度閾值上限遍歷聲納圖像以分割出核心目標(biāo)區(qū)域；所述第二檢測子設(shè)備與所述第一檢測子設(shè)備和所述移動硬盤分別連接，用于以所述核心目標(biāo)區(qū)域的邊緣點作為種子點，利用亮度閾值下限對核心目標(biāo)區(qū)域附近的像素點進(jìn)行亮度判斷，以獲得并分割出最終目標(biāo)區(qū)域；所述目標(biāo)距離檢測子設(shè)備與所述第二檢測子設(shè)備連接，計算最終目標(biāo)區(qū)域的中心點到聲納圖像檢測原點的距離并作為目標(biāo)距離輸出；所述激光成像設(shè)備，包括激光器、探測器和微控制器，所述激光器對所述潛水器主體前方的水下目標(biāo)發(fā)出激光束，以在所述激光束被水下目標(biāo)反射到所述探測器時，便于所述探測器的拍攝，所述微控制器與所述聲納圖像處理設(shè)備、所述激光器和所述探測器分別連接，基于目標(biāo)距離和激光在水下傳播速度確定所述探測器快門的選通時間，并在選通時間到達(dá)時，選通所述探測器的快門，觸發(fā)所述探測器對水下目標(biāo)進(jìn)行拍攝，以獲得水下激光圖像；所述特征提取識別設(shè)備包括預(yù)處理子設(shè)備、特征提取子設(shè)備和魚體類型識別子設(shè)備；所述預(yù)處理子設(shè)備與所述激光成像設(shè)備連接，包括中值濾波子設(shè)備、低通濾波子設(shè)備和同態(tài)濾波子設(shè)備；所述中值濾波子設(shè)備與所述探測器連接，用于對所述水下激光圖像執(zhí)行中值濾波，以濾除所述水下激光圖像中的點噪聲，獲得第一濾波圖像；所述低通濾波子設(shè)備與所述中值濾波子設(shè)備連接，用于去除所述第一濾波圖像中的隨機噪聲，獲得第二濾波圖像；所述同態(tài)濾波子設(shè)備與所述低通濾波子設(shè)備連接，用于對所述第二濾波圖像執(zhí)行圖像增強，以獲得增強水下圖像；所述特征提取子設(shè)備與所述預(yù)處理子設(shè)備連接，包括圖像分割單元和特征向量識別單元，所述圖像分割單元基于魚體圖像灰度閾值范圍將所述增強水下圖像中的魚體目標(biāo)識別出來以獲得水下魚體圖像；所述特征向量識別單元與所述圖像分割單元連接，基于所述水下魚體圖像確定水下魚體目標(biāo)的8個幾何特征:歐拉孔數(shù)、圓度、角點數(shù)、凸凹度、光滑度、長徑比、緊密度和主軸角度，并將所述8個幾何特征組成特征向量；所述魚體類型識別子設(shè)備與所述特征提取子設(shè)備連接，采用8輸入4輸出的單隱層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以水下魚體目標(biāo)的8個幾何特征作為輸入層神經(jīng)元，輸出層為水下魚體類型，所述水下魚體類型包括食用魚體、珍稀魚體、危險魚體和其他魚體，并在輸出層輸出食用魚體時，基于所述水下魚體圖像在所述水下激光圖像中的相對位置計算水下魚體偏離角度；主控設(shè)備，設(shè)置在所述潛水器主體上，與所述魚體類型識別子設(shè)備連接，當(dāng)接收到所述水下魚體類型為珍稀魚體時，發(fā)出報警信號；所述主控設(shè)備還與所述漁網(wǎng)測重設(shè)備、所述電動鎖扣、所述漁網(wǎng)釋放驅(qū)動器和所述漁網(wǎng)回收驅(qū)動器分別連接，當(dāng)接收到所述水下魚體類型為食用魚體時，根據(jù)目標(biāo)距離和漁網(wǎng)重量確定漁網(wǎng)釋放力度；根據(jù)水下魚體偏離角度確定漁網(wǎng)釋放角度，并向所述電動鎖扣發(fā)送所述捕魚啟動信號。
[0008]更具體地，在所述用于自動捕魚的潛水器中，所述潛水器還包括:水下電纜，用于將所述主控設(shè)備與水上救援中心連接，將所述報警信號和所述水下魚體類型發(fā)送到所述水上救援中心。
[0009]更具體地，在所述用于自動捕魚的潛水器中:所述中值濾波子設(shè)備、所述低通濾波子設(shè)備和所述同態(tài)濾波子設(shè)備分別采用不同的FPGA芯片來實現(xiàn)。
[0010]更具體地，在所述用于自動捕魚的潛水器中:所述中值濾波子設(shè)備、所述低通濾波子設(shè)備和所述同態(tài)濾波子設(shè)備被集成在一塊集成電路板上。
[0011]更具體地，在所述用于自動捕魚的潛水器中:所述主控設(shè)備為計算機控制設(shè)備。
【附圖說明】
[0012]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方案進(jìn)行描述，其中:
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的用于自動捕魚的潛水器的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0014]附圖標(biāo)記:1潛水器主體；2激光成像設(shè)備；3特征提取識別設(shè)備
【具體實施方式】
[0015]下面將參照附圖對本發(fā)明的用于自動捕魚的潛水器的實施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0016]現(xiàn)有技術(shù)中，常用的捕魚模式比較落后，主要依靠水面上的觀測，定點撒網(wǎng)，捕魚效率低下，僅有的電子捕魚設(shè)備由于采用的激光成像效果差、圖像識別技術(shù)精度不高而難以大量使用。
[0017]為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種用于自動捕魚的潛水器，以潛水器為水下捕魚平臺，采用一系列適合水下環(huán)境的捕魚部件完成高效率、高精度的水下捕魚操作。
[0018]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的用于自動捕魚的潛水器的結(jié)構(gòu)方框圖，所述潛水器包括潛水器主體、激光成像設(shè)備、特征提取識別設(shè)備，所述激光成像設(shè)備和所述特征提取識別設(shè)備都位于所述潛水器主體上，所述激光成像設(shè)備用于拍攝水下激光圖