的可編輯邏輯單元。CPLD邏輯門的密度在幾千到幾萬個(gè)邏輯單元之間，而FPGA通常是在幾萬到幾百萬。CPLD和FPGA的主要區(qū)別是他們的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。CPLD是一個(gè)有點(diǎn)限制性的結(jié)構(gòu)。這個(gè)結(jié)構(gòu)由一個(gè)或者多個(gè)可編輯的結(jié)果之和的邏輯組列和一些相對少量的鎖定的寄存器組成。這樣的結(jié)果是缺乏編輯靈活性，但是卻有可以預(yù)計(jì)的延遲時(shí)間和邏輯單元對連接單元高比率的優(yōu)點(diǎn)。而FPGA卻是有很多的連接單元，這樣雖然讓他可以更加靈活的編輯，但是結(jié)構(gòu)卻復(fù)雜的多。
[0039]采用本發(fā)明的用于自動(dòng)捕魚的潛水器，針對現(xiàn)有技術(shù)中水下捕魚難度大的技術(shù)問題，以潛水器為水下捕魚平臺(tái)，以適合水下環(huán)境的激光成像設(shè)備、圖像識別設(shè)備和水下定位設(shè)備作為輔助捕魚部件，以專用的水下捕魚機(jī)構(gòu)進(jìn)行水下捕魚，從而能夠在任何水域?qū)崿F(xiàn)高效率、全自動(dòng)化的機(jī)械捕魚。
[0040]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動(dòng)捕魚的方法，該方法包括: 1)提供一種用于自動(dòng)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(dòng)捕魚。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述潛水器還包括: 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(jī)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(dòng)鎖扣、繼電器和開口，所述電動(dòng)鎖扣在接收到捕魚啟動(dòng)信號時(shí)，打開所述開口，所述電動(dòng)鎖扣在接收到回收完畢信號時(shí)，關(guān)閉所述開口，所述繼電器與電動(dòng)鎖扣和潛水器供電設(shè)備分別連接，用于為所述電動(dòng)鎖扣供電并控制所述電動(dòng)鎖扣的打開操作和關(guān)閉操作； 漁網(wǎng)釋放驅(qū)動(dòng)器，設(shè)置在所述水下機(jī)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(dòng)器，設(shè)置在所述水下機(jī)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(shí)，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(jī)，設(shè)置在所述水下機(jī)器人主體上，與所述漁網(wǎng)釋放驅(qū)動(dòng)器連接，為所述漁網(wǎng)釋放驅(qū)動(dòng)器對漁網(wǎng)釋放的控制提供動(dòng)力； 回收電機(jī)，設(shè)置在所述水下機(jī)器人主體上，與所述漁網(wǎng)回收驅(qū)動(dòng)器連接，為所述漁網(wǎng)回收驅(qū)動(dòng)器對漁網(wǎng)釋放的控制提供動(dòng)力； 水上信號接收器，設(shè)置在所述水下機(jī)器人主體上，與所述電動(dòng)鎖扣和所述漁網(wǎng)回收驅(qū)動(dòng)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(chǔ)物臺(tái)、機(jī)械臂、機(jī)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(gè)直流電機(jī)，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(chǔ)物臺(tái)和所述機(jī)械臂與所述連接箍分別連接，所述機(jī)械手與所述機(jī)械臂連接，所述機(jī)械臂包括大臂和與大臂連接的小臂，所述三個(gè)直流電機(jī)分別帶動(dòng)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(gè)自由度的推進(jìn)動(dòng)力； 移動(dòng)硬盤，位于所述潛水器主體上，用于預(yù)先存儲(chǔ)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(dòng)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(dòng)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(dòng)硬盤分別連接，用于以所述核心目標(biāo)區(qū)域的邊緣點(diǎn)作為種子點(diǎn)，利用亮度閾值下限對核心目標(biāo)區(qū)域附近的像素點(diǎn)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(jì)算最終目標(biāo)區(qū)域的中心點(diǎn)到聲納圖像檢測原點(diǎn)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(shí)，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(shí)間，并在選通時(shí)間到達(dá)時(shí)，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(diǎn)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(jī)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(qiáng)，以獲得增強(qiáng)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(qiáng)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(gè)幾何特征:歐拉孔數(shù)、圓度、角點(diǎn)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(gè)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(gè)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(xiǎn)魚體和其他魚體，并在輸出層輸出食用魚體時(shí)，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(jì)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(shí)，發(fā)出報(bào)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(dòng)鎖扣、所述漁網(wǎng)釋放驅(qū)動(dòng)器和所述漁網(wǎng)回收驅(qū)動(dòng)器分別連接，當(dāng)接收到所述水下魚體類型為食用魚體時(shí)，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(dòng)鎖扣發(fā)送所述捕魚啟動(dòng)信號。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，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(bào)警信號和所述水下魚體類型發(fā)送到所述水上救援中心。4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于: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(shí)現(xiàn)。5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于: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。6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述主控設(shè)備為計(jì)算機(jī)控制設(shè)備。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自動(dòng)捕魚的方法，該方法包括：1)提供一種用于自動(dòng)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(dòng)捕魚。通過本發(fā)明，能夠準(zhǔn)確進(jìn)行水下激光成像，并能夠基于水下激光成像的分析結(jié)果實(shí)現(xiàn)水下捕魚的自動(dòng)化。
【IPC分類】A01K79/00
【公開號】CN105010276
【申請?zhí)枴緾N201510465653
【發(fā)明人】安琳
【申請人】安琳
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年8月2日