本发明专利技术涉及一种鱼体尺寸和重量快速采集装置，包括窗形固定装置以及尺寸参考物，在该窗形固定装置的上内壁设有俯拍摄像头，窗形固定装置的一侧壁设有侧拍摄像头，与侧拍摄像头所在侧壁相对置的一侧壁处设有LED侧拍灯箱，窗形固定装置的下内壁处设有LED俯拍灯箱，窗形固定装置的底部还设有电子天平。该采集装置的采集方法包括：俯拍和侧拍无鱼时的背景图像；俯拍和侧拍1张尺寸参考物图像以及鱼体尺寸计算和鱼重预测建模；本发明专利技术研制的鱼体尺寸和重量快速采集装置，不仅能快速获取鱼体的多参数鱼体尺寸指标和重量，而且能在计算机中建立鱼体尺寸及重量的预测模型，预测精度达90％以上，该模型可应用于鱼重传感器的研发。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涉及渔业机械仪器设备领域，水产养殖中鱼重快速称量的方法、系统及装置，尤其是。
技术介绍
随着人类对海洋食品需求的不断增长和海洋渔业资源的严重衰退，以海洋捕捞为主的世界渔业正逐步向以海水养殖为主转变。近年来，我国的水产养殖业得到了迅猛的发展，但养殖自动化水平还比较低。鱼体尺寸和重量信息作为投饵量计算、大小分级、密度控制和生长状况优劣判断的主要依据，贯穿水产养殖生产的全过程。因此，鱼体尺寸和重量快速采集对水产养殖生产的有效管理至为重要。传统鱼体尺寸和重量信息获取主要采用人工捕捞采样测量估算的方法，该方法存在以下几个问题:1)对鱼应激很大，捕捞过程往往会使鱼受到物理损伤，麻醉测量后的鱼死亡率高，给养殖企业带来损失；2)据统计表明，利用抽样测量来估算鱼群重量错误率高达15% -25%，由于信息不准确，养殖生产管理不能完全依赖该数据进行决策，该信息仅能作为参考；3)捕捞过程费时费力，特别是网箱、大的养殖池捕捞困难，导致无法做到快速测量。相反，若能快速采集鱼体尺寸和重量信息，那么养殖人员I)能动态调整每个养殖池每餐的投饵量和监测鱼的生长率，以便控制饵料、调节营养结构、减少残饵量；2)及时了解养殖生物的健康和福利，有利于决策何时分级分池、何时捕获上市；3)节省了人力物力，提升了自动化管理水平。近年来，计算机视觉技术在水产养殖中的应用有了很大的发展，在鱼体尺寸和重量测量方面也取得了一些研究成果。如采用单目视觉系统和图像处理技术确定大菱鲆的鱼体投影面积，并根据面积和体重的关系预测鱼重。另外也可在鱼游过特定的通道时拍摄鱼的侧面图像，求取鱼的长度后根据长度来预测鱼重。还有将幼鱼放在小容器中置于摄像机前，通过测量鱼的长度进而预测鱼重。现有的视觉测量方法仅能获取鱼长和鱼面积两个指标，估算鱼重的模型主要有:相关分析法、通径分析法和回归分析法。由于只根据单个指标来估算鱼重，鱼重测量精度低于85 %，测量精度较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中鱼体尺寸和重量信息获取上所存在的缺陷，提供一种确保采集的鱼体图像清晰稳定且采集效率高的鱼体尺寸和重量快速采集装置以及基于该装置的采集方法、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是:一种鱼体尺寸和重量快速采集装置，包括窗形固定装置以及尺寸参考物，在该窗形固定装置的上内壁设有俯拍摄像头，窗形固定装置的一侧壁设有侧拍摄像头，与所述侧拍摄像头所在侧壁相对置的一侧壁处设有LED侧拍灯箱，窗形固定装置的下内壁处设有LED俯拍灯箱，所述窗形固定装置的底部还设有电子天平。上述的一种鱼体尺寸和重量快速采集装置，所述电子天平为数字式电子天平。上述的一种鱼体尺寸和重量快速采集装置，所述俯拍摄像头、侧拍摄像头以及数字式电子天平与外界的计算机连接。上述的一种鱼体尺寸和重量快速采集装置，所述俯拍摄像头、侧拍摄像头对应的表面采用塑料透光板，确保检测区为成像为白色，有鱼部位成像则为黑色，轮廓非常清晰，从而图像识别准确度高。上述的一种鱼体尺寸和重量快速采集装置，所述尺寸参考物为长1cmX宽1cmX高5cm的招块。上述一种鱼体尺寸和重量快速采集装置的采集方法，包括如下步骤:a、开启所述LED侧拍灯箱和LED俯拍灯箱，所述俯拍摄像头和侧拍摄像头分别拍摄I张无鱼时的背景图像；b、将所述尺寸参考物放置在窗形固定装置的底部，俯拍摄像头和侧拍摄像头分别拍摄I张尺寸参考物图像；C、程序采用图像背景差法和阈值法分别提取俯拍和侧拍尺寸参考物的图像，计算像素与长度和面积的转换公式；d、将鱼放置于窗形固定装置底部的检测区中，按计算机键盘任意键，计算机图像分析，根据鱼体的侧面和背面图像，自动分析出鱼体的面积、全长、叉长、最大体宽、最小体宽、体厚和体宽尺寸，并通过电子天平快速采集鱼重信息；e、逐条采集鱼体信息，输出所有鱼的尺寸和重量信息。f、积累同一种鱼各种规格的尺寸和重量数据，采用支持向量机和神经网络方法训练得到鱼重预测模型；g、保存并评估鱼重预测模型的精度。本专利技术的有益效果为:该鱼体尺寸和重量快速采集装置包括了照明系统、摄像系统和电子天平，其中照明系统采用LED灯箱，稳定可靠无频闪，确保采集的鱼体图像清晰稳定。摄像系统采用USB接口的俯拍摄像头、侧拍摄像头分别俯拍和侧拍鱼体图像。电子天平采用带RS-232接口的数字式天平，将鱼重数据快速输入计算机中，提高采集效率。本专利技术研制的鱼体尺寸和重量快速采集装置，不仅能快速获取鱼体的多参数鱼体尺寸指标和重量，而且能在计算机中建立鱼体尺寸及重量的预测模型，预测精度达90%以上，该模型可应用于鱼重传感器的研发。【附图说明】图1为本专利技术鱼体尺寸和重量快速采集装置的示意图。【具体实施方式】为使对本专利技术的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解和认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下:如图1所示，一种鱼体尺寸和重量快速采集装置，包括窗形固定装置I以及尺寸参考物2，尺寸参考物2优选为长1cmX宽1cmX高5cm的铝块，在该窗形固定装置I的上内壁设有俯拍摄像头3，窗形固定装置I的一侧壁设有侧拍摄像头4，侧拍摄像头4设置在侧壁的下侧，与侧拍摄像头4所在侧壁相对置的一侧壁处设有LED侧拍灯箱5，窗形固定装置I的下内壁处设有LED俯拍灯箱6，LED侧拍灯箱5和LED俯拍灯箱6采用LED光源，窗形固定装置I的底部还设有电子天平7，电子天平7为数字式电子天平，灯箱需放置在电子天平7上去皮称重，因此灯箱材质需选用轻薄木板或PVC板制作。为了便于组建鱼体尺寸计算和中联预测模型，俯拍摄像头3、侧拍摄像头4以及数字式电子天当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种鱼体尺寸和重量快速采集装置，包括窗形固定装置以及尺寸参考物，其特征在于，在该窗形固定装置的上内壁设有俯拍摄像头，窗形固定装置的一侧壁设有侧拍摄像头，与所述侧拍摄像头所在侧壁相对置的一侧壁处设有LED侧拍灯箱，窗形固定装置的下内壁处设有LED俯拍灯箱，所述窗形固定装置的底部还设有电子天平。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：范良忠，
申请(专利权)人：浙江大学宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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