一種基于海鳥(niǎo)影像的漁情探測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及漁情探測(cè)裝置，特別是涉及一種基于海鳥(niǎo)影像的漁情探測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]金槍魚圍網(wǎng)作業(yè)是一種經(jīng)濟(jì)效益較高的遠(yuǎn)洋捕撈方式，引起了各漁業(yè)公司的重視。其主要捕撈方式為捕撈浮水魚群和流木魚群。
[0003]浮水魚群是指聚集在海面上的魚群，其追逐跳躍所產(chǎn)生的大量水花、或者因爭(zhēng)搶捕食表層餌料生物所產(chǎn)生的白色泡沫成為人們尋找魚群的重要線索。流木魚群是指在一些漂浮物下面會(huì)有魚群聚集跟隨。有自然流木，如椰子樹(shù)、廢棄網(wǎng)片、死亡的生物尸體等，也有人工流木，如將各種廢棄漂浮物捆綁投放成為漂浮在海面的人工流木。出于保護(hù)魚類資源的原因，國(guó)際漁業(yè)組織近年正逐步限制人工流木的使用，浮水正逐漸成為主要的作業(yè)方式。
[0004]不管捕撈浮水還是流木，魚群的尋找探測(cè)，即探魚成為捕撈產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。探魚的主要方法有:
[0005]1.瞭望觀察，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行人工瞭望是金槍魚圍網(wǎng)目前最主要的近距離探魚方法。瞭望除了能通過(guò)觀察水面顏色發(fā)現(xiàn)浮水魚群外，也是發(fā)現(xiàn)流木的最主要的途。2。海鳥(niǎo)雷達(dá)掃描，由于金槍魚的餌料和大部分的海鳥(niǎo)的餌料有交叉，因此在海鳥(niǎo)眾多的海域也通常會(huì)有浮水魚群。因此金槍魚圍網(wǎng)船上基本都配有專用的S波段或X波段海鳥(niǎo)雷達(dá)，用于發(fā)現(xiàn)海鳥(niǎo)群。3.漁用浮標(biāo)，將浮標(biāo)固定于人工流木上，通過(guò)浮標(biāo)傳回位置，從而獲得流木的位置，現(xiàn)在還有浮標(biāo)本身集成小型垂直聲納漁探，可以探測(cè)其下面魚群，直接將魚群信息傳回捕撈船只。
[0006]以上幾種探魚方式中，瞭望觀察探測(cè)距離有限，只能探測(cè)船只附近的漁情。海鳥(niǎo)雷達(dá)探測(cè)距離較遠(yuǎn)，但需要人工操作守候。漁用浮標(biāo)漁情探測(cè)可以脫離漁船獨(dú)立進(jìn)行，探測(cè)范圍廣，得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。
[0007]現(xiàn)有探測(cè)浮標(biāo)中，最為先進(jìn)的是帶有漁探功能的衛(wèi)星浮標(biāo)，其主要結(jié)構(gòu)包括防水外殼和內(nèi)部電路兩部分。外殼上面是透明材質(zhì)，可以利用透過(guò)的陽(yáng)光，進(jìn)行太陽(yáng)能發(fā)電補(bǔ)充能量。整個(gè)浮標(biāo)是密封的，可以經(jīng)受海浪沖擊。內(nèi)部電路包括以太陽(yáng)能和蓄電池組成供電系統(tǒng)、由小型垂直聲納組成的漁探系統(tǒng)、由GPS組成的定位系統(tǒng)和通過(guò)衛(wèi)星通訊組成的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。其工作時(shí)，定時(shí)開(kāi)啟聲納進(jìn)行水下探測(cè)，并將探測(cè)結(jié)果附加上GPS位置信息通過(guò)衛(wèi)星通訊傳回漁船，這樣漁船就可以獲得漁探儀下面的漁情信息。
[0008]這種浮標(biāo)，由于本身所帶的小型垂直聲納漁探儀發(fā)出的波束寬度有限，只能探測(cè)其下方很小范圍內(nèi)的漁情狀況，稍微偏離其正下方，即使有漁情也探測(cè)不到，容易漏掉重要的漁情信息。存在探測(cè)手段單一，漏探率高的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于海鳥(niǎo)影像的漁情探測(cè)裝置，能夠擴(kuò)大探測(cè)范圍。
[0010]本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，海鳥(niǎo)和金槍魚的餌料都包括小型魚類如沙丁魚群，由于索餌行為，沙丁魚群出現(xiàn)的地方水中會(huì)有金槍魚群追逐，空中會(huì)有海鳥(niǎo)盤旋、俯沖捕食，一般有可以用海鳥(niǎo)作為金槍魚漁情的示蹤指標(biāo)，漁船裝備的海鳥(niǎo)雷達(dá)就是通過(guò)探測(cè)海鳥(niǎo)來(lái)尋找漁情的。
[0011]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種基于海鳥(niǎo)影像的漁情探測(cè)裝置，包括浮標(biāo)本體，所述浮標(biāo)本體由外殼和上蓋構(gòu)成，所述上蓋由透明材料制成，所述上蓋下方設(shè)有攝像頭，所述攝像頭用于捕獲海鳥(niǎo)影像；所述攝像頭與位于浮標(biāo)本體內(nèi)的電路板相連；所述電路板用于對(duì)攝像頭捕獲的海鳥(niǎo)影像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并判斷是否有魚群，并根據(jù)判斷結(jié)果發(fā)出漁情信號(hào)。
[0012]所述電路板對(duì)攝像頭捕獲的海鳥(niǎo)影像去除背景留下海鳥(niǎo)圖像，并對(duì)海鳥(niǎo)圖像中的每一只海鳥(niǎo)進(jìn)行圖像質(zhì)心計(jì)算獲得相鄰海鳥(niǎo)的之間的距離和方位，比較一定時(shí)間間隔的兩幀圖像，判斷海鳥(niǎo)的運(yùn)動(dòng)頻繁度，根據(jù)海鳥(niǎo)的運(yùn)動(dòng)頻繁度判斷海鳥(niǎo)是否處于捕食狀態(tài)，從而判斷是否存在魚群，當(dāng)有魚群時(shí)則發(fā)出漁情信號(hào)。
[0013]所述上蓋進(jìn)行光學(xué)處理在攝像頭上方形成一個(gè)成像窗口。
[0014]所述攝像頭為廣角鏡頭。
[0015]所述浮標(biāo)本體內(nèi)還設(shè)有用于為攝像頭和電路板供電的蓄電池。
[0016]所述上蓋下方還設(shè)有太陽(yáng)能電池板，所述太陽(yáng)能電池板與蓄電池相連。
[0017]有益效果
[0018]由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:本發(fā)明利用海鳥(niǎo)影象作為探測(cè)漁情的手段，在小型浮標(biāo)上加裝影象采集及處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)浮標(biāo)四周一定距離內(nèi)的漁情探測(cè)，從而擴(kuò)大了探測(cè)范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的信號(hào)處理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0022]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種基于海鳥(niǎo)影像的漁情探測(cè)裝置，如圖1所示，包括浮標(biāo)本體，所述浮標(biāo)本體由外殼2和上蓋1構(gòu)成，所述上蓋1由透明材料制成，所述上蓋1下方設(shè)有攝像頭3，所述攝像頭3用于捕獲海鳥(niǎo)影像。值得一提的是，所述上蓋1進(jìn)行光學(xué)處理在攝像頭3上方形成一個(gè)成像窗口，從而可以保證成像質(zhì)量，成像窗口可以采用成像標(biāo)準(zhǔn)工藝加工以獲得較好的成像效果。另外，攝像頭3可以采用廣角鏡頭，例如可以是魚眼鏡頭，這樣視野廣闊，以擴(kuò)大觀察范圍。所述攝像頭3與位于浮標(biāo)本體內(nèi)的電路板4相連；所述電路板4用于對(duì)攝像頭3捕獲的海鳥(niǎo)影像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并判斷是否有魚群，并根據(jù)判斷結(jié)果發(fā)出漁情信號(hào)。所述浮標(biāo)本體內(nèi)還設(shè)有用于為攝像頭3和電路板4供電的蓄電池6。所述上蓋1下方還設(shè)有太陽(yáng)能電池板5，所述太陽(yáng)能電池板5與蓄電池6相連。
[0023]所述電路板對(duì)攝像頭捕獲的海鳥(niǎo)影像去除背景留下海鳥(niǎo)圖像，并對(duì)海鳥(niǎo)圖像中的每一只海鳥(niǎo)進(jìn)行圖像質(zhì)心計(jì)算獲得相鄰海鳥(niǎo)的之間的距離和方位，比較一定時(shí)間間隔的兩幀圖像，判斷海鳥(niǎo)的運(yùn)動(dòng)頻繁度，根據(jù)海鳥(niǎo)的運(yùn)動(dòng)頻繁度判斷海鳥(niǎo)是否處于捕食狀態(tài)，從而判斷是否存在魚群，當(dāng)有魚群時(shí)則發(fā)出漁情信號(hào)。
[0024]在信號(hào)處理上，如圖2所示，攝像頭拍攝的圖像先經(jīng)過(guò)去除背景算法，將背景去除，留下海鳥(niǎo)圖像；如果處理后，沒(méi)有海鳥(niǎo)圖像或者海鳥(niǎo)圖像過(guò)少，則放棄對(duì)這幀圖像的處理，返回圖像采集程序，采集新的圖像；處理后如有多只海鳥(niǎo)，分別對(duì)每一只海鳥(niǎo)進(jìn)行圖像質(zhì)心計(jì)算，用于確定海鳥(niǎo)的坐標(biāo)，然后計(jì)算相鄰海鳥(niǎo)的之間的距離和方位；處理拍攝的下一幀圖像，同樣計(jì)算海鳥(niǎo)質(zhì)心以及相鄰海鳥(niǎo)之間的距離和方位，比較兩幀圖像的處理結(jié)果，如果海鳥(niǎo)是向一個(gè)方向移動(dòng)，彼此之間的距離和方位變化不大，說(shuō)明是群體迀徙運(yùn)動(dòng)，這時(shí)不做漁情處理；如果海鳥(niǎo)之間的距離和方位變化較大，且變化規(guī)律性不明顯，說(shuō)明海鳥(niǎo)處于盤旋和捕食狀態(tài)，這時(shí)觸發(fā)漁情上報(bào)系統(tǒng)，通過(guò)衛(wèi)星通訊模塊進(jìn)行漁情上報(bào)。
[0025]本發(fā)明首先要對(duì)浮標(biāo)結(jié)構(gòu)做適當(dāng)改造設(shè)計(jì)。雖然為了利用太陽(yáng)能，目前的浮標(biāo)上蓋均是用透明材料做成的，但本身沒(méi)有為成像做特別處理，用于采集圖像效果不佳，需要作光學(xué)處理，以保證成像質(zhì)量。需要對(duì)上蓋進(jìn)行改裝，使其具有一個(gè)成像窗口，并且采用成像標(biāo)準(zhǔn)工藝加工，以獲得較好的成像效果。攝像頭鏡頭采用視場(chǎng)大的廣角鏡頭，甚至是魚眼鏡頭，這樣視野廣闊，以擴(kuò)大觀察范圍。
[0026]由于浮標(biāo)采用衛(wèi)星通訊方式，通訊費(fèi)用昂貴，由于經(jīng)濟(jì)原因，不能將攝頭像獲得影象直接傳送到漁船，需要在浮標(biāo)上進(jìn)行圖像處理，提取有效信息，作出漁情判斷，然后直接將判斷結(jié)果傳回漁船。為達(dá)到這一目的，浮標(biāo)上的電路板需要做以下工作:
[0027]對(duì)圖像進(jìn)行分析，首先區(qū)別出背景與海鳥(niǎo)，由于攝像頭指向天空，主要是區(qū)分出天空、云和海鳥(niǎo)，天空和云是背景，飛翔的海鳥(niǎo)是我們的研究對(duì)象。目前已有很多算法可以將背景與海鳥(niǎo)區(qū)分開(kāi)來(lái)。接著要對(duì)漁情現(xiàn)場(chǎng)的海鳥(niǎo)飛行狀態(tài)進(jìn)行采集，區(qū)別捕食和非捕食狀態(tài)的海鳥(niǎo)活動(dòng)特征。一般而言，海鳥(niǎo)會(huì)在有餌料的地方集群，這時(shí)海鳥(niǎo)活動(dòng)活躍，一般在餌料區(qū)上空反復(fù)低飛、盤旋、俯沖等行為，沒(méi)有餌料的地方，海鳥(niǎo)一般飛行高度較高，集群性也較差，根據(jù)這一現(xiàn)象，可以利用海鳥(niǎo)行蹤作為漁情的一個(gè)探測(cè)指標(biāo)。
[0028]根據(jù)視野中的海鳥(niǎo)數(shù)量評(píng)估海鳥(niǎo)密集度，當(dāng)密集度達(dá)到一定數(shù)量后，判斷為有海鳥(niǎo)群存在；利用成熟的圖像質(zhì)心算法，計(jì)算每個(gè)海鳥(niǎo)的成像質(zhì)心，計(jì)算相鄰質(zhì)心間的距離和相鄰質(zhì)心連線的方向，比較一定時(shí)間間隔的兩幀圖像，判斷海鳥(niǎo)的運(yùn)動(dòng)頻繁度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，當(dāng)海鳥(niǎo)運(yùn)動(dòng)頻繁度符合捕食特征時(shí)，判斷為有魚群，上傳漁情信息，否則，則不發(fā)出漁情信號(hào)。
[0029]由此可見(jiàn)，本發(fā)明利用海鳥(niǎo)影象作為探測(cè)漁情的手段，在小型浮標(biāo)上加裝影象采集及處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)浮標(biāo)四周一定距離內(nèi)的漁情探測(cè)，從而擴(kuò)大了探測(cè)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于海鳥(niǎo)影像的漁情探測(cè)裝置，包括浮標(biāo)本體，所述浮標(biāo)本體由外殼和上蓋構(gòu)成，所述上蓋由透明材料制成，其特征在于，所述上蓋下方設(shè)有攝像頭，所述攝像頭用于捕獲海鳥(niǎo)影像；所述攝像頭與位于浮標(biāo)本體內(nèi)的電路板相連；所述電路板用于對(duì)攝像頭捕獲的海鳥(niǎo)影像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并判斷是否有魚群，并根據(jù)判斷結(jié)果發(fā)出漁情信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于海鳥(niǎo)影像的漁情探測(cè)裝置，其特征在于，所述電路板對(duì)攝像頭捕獲的海鳥(niǎo)影像去除背景留下海鳥(niǎo)圖像，并對(duì)海鳥(niǎo)圖像中的每一只海鳥(niǎo)進(jìn)行圖像質(zhì)心計(jì)算獲得相鄰海鳥(niǎo)的之間的距離和方位，比較一定時(shí)間間隔的兩幀圖像，判斷海鳥(niǎo)的運(yùn)動(dòng)頻繁度，根據(jù)海鳥(niǎo)的運(yùn)動(dòng)頻繁度判斷海鳥(niǎo)是否處于捕食狀態(tài)，從而判斷是否存在魚群，當(dāng)有魚群時(shí)則發(fā)出漁情信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于海鳥(niǎo)影像的漁情探測(cè)裝置，其特征在于，所述上蓋進(jìn)行光學(xué)處理在攝像頭上方形成一個(gè)成像窗口。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于海鳥(niǎo)影像的漁情探測(cè)裝置，其特征在于，所述攝像頭為廣角鏡頭。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于海鳥(niǎo)影像的漁情探測(cè)裝置，其特征在于，所述浮標(biāo)本體內(nèi)還設(shè)有用于為攝像頭和電路板供電的蓄電池。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于海鳥(niǎo)影像的漁情探測(cè)裝置，其特征在于，所述上蓋下方還設(shè)有太陽(yáng)能電池板，所述太陽(yáng)能電池板與蓄電池相連。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于海鳥(niǎo)影像的漁情探測(cè)裝置，包括浮標(biāo)本體，所述浮標(biāo)本體由外殼和上蓋構(gòu)成，所述上蓋由透明材料制成，所述上蓋下方設(shè)有攝像頭，所述攝像頭用于捕獲海鳥(niǎo)影像；所述攝像頭與位于浮標(biāo)本體內(nèi)的電路板相連；所述電路板用于對(duì)攝像頭捕獲的海鳥(niǎo)影像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并判斷是否有魚群，并根據(jù)判斷結(jié)果發(fā)出漁情信號(hào)。本發(fā)明能夠擴(kuò)大探測(cè)范圍。
【IPC分類】A01K79/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105230581
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510662631
【發(fā)明人】戴陽(yáng), 楊勝龍, 樊偉, 崔雪森, 張?zhí)祜L(fēng), 郭彥鵬
【申請(qǐng)人】中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年10月14日