一种测定鱼类声学目标强度的探鱼系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种测定鱼类声学目标强度的探鱼系统及方法，涉及渔业声学技术领域。超声波发射模块向同一类鱼的M种不同体长规格的鱼类样本发射超声波；M为正整数；超声波照射在M种不同体长规格的鱼类样本身上，会产生反射超声波；目标强度获取模块接收每一鱼类样本对应的反射超声波，得到每一鱼类样本的鱼类声学目标强度；鱼体规格计算模块，与目标强度获取模块连接，用于根据回归方程式和鱼类声学目标强度计算鱼类样本的预测体长值。本发明专利技术实现了通过鱼类声学目标强度来确定鱼体体长的目的。过鱼类声学目标强度来确定鱼体体长的目的。过鱼类声学目标强度来确定鱼体体长的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种测定鱼类声学目标强度的探鱼系统及方法


[0001]本专利技术涉及渔业声学
，特别是涉及一种测定鱼类声学目标强度的探鱼系统及方法。

技术介绍

[0002]在声、光、电、磁等常见传播媒介中，超声波是唯一能在水体中远距离传播的有效媒介，故采用水声学方法对水体中鱼类等生命体或水域环境特征进行探索是广泛采用的有效手段。在海洋和淡水鱼类资源调查和捕捞过程中，探鱼仪被广泛采用。常见的垂直探鱼仪可以获取从水体表层到底层的超声回声图，鱼体的回声影像一般呈现典型的香蕉形状，并且回声强度要高于鱼体周边水域。
[0003]目前，在我国海洋、淡水鱼类资源的定量评估中，探鱼仪能探测出附近水域是否存在鱼类，但是普遍缺乏针对超声回声图中鱼类声学目标强度来确定鱼体规格的系统，极大的限制了探鱼仪的应用水平和范围。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例的目的是提供一种测定鱼类声学目标强度的探鱼系统及方法，以实现通过鱼类声学目标强度来确定鱼体体长规格的目的。
[0005]为实现上述目的，本专利技术实施例提供了如下方案：
[0006]一种测定鱼类声学目标强度的探鱼系统，包括：
[0007]超声波发射模块，用于向同一类鱼的M种不同体长规格的鱼类样本发射超声波；M为正整数；所述超声波照射在所述M种不同体长规格的鱼类样本身上，会产生反射超声波；
[0008]目标强度获取模块，用于接收每一鱼类样本对应的反射超声波，得到每一鱼类样本的鱼类声学目标强度；
[0009]鱼体规格计算模块，与所述目标强度获取模块连接，用于根据回归方程式和所述鱼类声学目标强度计算鱼类样本的预测体长值。
[0010]可选地，所述回归方程式为：
[0011]TS＝20.0
×
log(BL)
‑
b
20
；
[0012]其中，TS表示鱼类声学目标强度，BL表示预测体长值，b
20
为常数；所述回归方程式基于所述超声波的频率和相应的鱼类声学目标强度确定的。
[0013]可选地，所述测定鱼类声学目标强度的探鱼系统还包括：
[0014]扫描模块，用于扫描所述同一类鱼的M种不同体长规格的鱼类样本，得到任意一种体长规格的鱼类样本的正视图和俯视图。
[0015]可选地，所述测定鱼类声学目标强度的探鱼系统还包括：
[0016]三维数字模型模块，与所述扫描模块连接，用于根据所述正视图和所述俯视图构建任意一种体长规格的鱼类样本的对应的三维数字模型；将所述每一鱼类样本的鱼类声学目标强度赋予所述三维数字模型。
[0017]可选地，所述测定鱼类声学目标强度的探鱼系统还包括：
[0018]基尔霍夫射线近似模型，分别与所述目标强度获取模块和三维数字模型模块连接，用于：
[0019]计算所述反射超声波的超声波散射特征值；
[0020]将所述每一鱼类样本的鱼类声学目标强度与所述超声波散射特征值进行差值计算，得到差异值；
[0021]判断所述差异值是否小于差异阈值；
[0022]若是，则输出所述预测体长值；
[0023]若否，则返回执行向同一类鱼的M种不同体长规格的鱼类样本发射超声波的操作。
[0024]为实现上述目的，本专利技术实施例还提供了如下方案：
[0025]一种测定鱼类声学目标强度的探鱼方法，包括：
[0026]向同一类鱼的M种不同体长规格的鱼类样本发射超声波；M为正整数；所述超声波照射在所述M种不同体长规格的鱼类样本身上，会产生反射超声波；
[0027]接收每一鱼类样本对应的反射超声波，得到每一鱼类样本的鱼类声学目标强度；
[0028]根据回归方程式和所述鱼类声学目标强度计算鱼类样本的预测体长值。
[0029]可选地，所述回归方程式为：
[0030]TS＝20.0
×
log(BL)
‑
b
20
；
[0031]其中，TS表示鱼类声学目标强度，BL表示预测体长值，b
20
为常数；所述回归方程式基于所述超声波的频率和相应的鱼类声学目标强度确定的。
[0032]可选地，所述测定鱼类声学目标强度的探鱼方法还包括：
[0033]扫描所述同一类鱼的M种不同体长规格的鱼类样本，得到任意一种体长规格的鱼类样本的正视图和俯视图。
[0034]可选地，所述测定鱼类声学目标强度的探鱼方法还包括：
[0035]根据所述正视图和所述俯视图构建任意一种体长规格的鱼类样本的对应的三维数字模型；将所述每一鱼类样本的鱼类声学目标强度赋予所述三维数字模型。
[0036]可选地，所述测定鱼类声学目标强度的探鱼方法还包括：
[0037]计算所述反射超声波的超声波散射特征值；
[0038]将所述每一鱼类样本的鱼类声学目标强度与所述超声波散射特征值进行差值计算，得到差异值；
[0039]判断所述差异值是否小于差异阈值；
[0040]若是，则输出所述预测体长值；
[0041]若否，则返回执行向同一类鱼的M种不同体长规格的鱼类样本发射超声波的步骤。
[0042]在本专利技术实施例中，超声波发射模块向同一类鱼的M种不同体长规格的鱼类样本发射超声波；M为正整数；超声波照射在M种不同体长规格的鱼类样本身上，会产生反射超声波；目标强度获取模块接收每一鱼类样本对应的反射超声波，得到每一鱼类样本的鱼类声学目标强度；鱼体规格计算模块，与目标强度获取模块连接，用于根据回归方程式和鱼类声学目标强度计算鱼类样本的预测体长值。实现了通过鱼类声学目标强度来确定鱼体体长规格的目的。
附图说明
[0043]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0044]图1为本专利技术实施例提供的测定鱼类声学目标强度的探鱼系统的结构示意图；
[0045]图2为本专利技术实施例提供的测定鱼类声学目标强度的探鱼系统的详细结构图；
[0046]图3为本专利技术实施例提供的声学目标强度与水深的散点图(a)和声学目标强度与数量的频数分布图(b)；
[0047]图4为本专利技术实施例提供的基尔霍夫射线近似模型计算六种常用频率下的中华鲟的超声波散射特征值对比图；
[0048]图5为本专利技术实施例提供的中华鲟的正视图(a)和俯视图(b)；
[0049]图6为本专利技术实施例提供的中华鲟三维数字模型的正视图(a)和俯视图(b)；
[0050]图7为本专利技术实施例提供的中华鲟在199kHz工作频率下的体长与目标强度的鱼体、鱼鳔和全鱼曲线图；
[0051]图8为本专利技术实施例提供的中华鲟在38kHz工作频率下声学目标强度与体长的回归分析示意图；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测定鱼类声学目标强度的探鱼系统，其特征在于，包括：超声波发射模块，用于向同一类鱼的M种不同体长规格的鱼类样本发射超声波；M为正整数；所述超声波照射在所述M种不同体长规格的鱼类样本身上，会产生反射超声波；目标强度获取模块，用于接收每一鱼类样本对应的反射超声波，得到每一鱼类样本的鱼类声学目标强度；鱼体规格计算模块，与所述目标强度获取模块连接，用于根据回归方程式和所述鱼类声学目标强度计算鱼类样本的预测体长值。2.根据权利要求1所述的测定鱼类声学目标强度的探鱼系统，其特征在于，所述回归方程式为：TS＝20.0
×
log(BL)
‑
b
20
；其中，TS表示鱼类声学目标强度，BL表示预测体长值，b
20
为常数；所述回归方程式基于所述超声波的频率和相应的鱼类声学目标强度确定的。3.根据权利要求1所述的测定鱼类声学目标强度的探鱼系统，其特征在于，所述测定鱼类声学目标强度的探鱼系统还包括：扫描模块，用于扫描所述同一类鱼的M种不同体长规格的鱼类样本，得到任意一种体长规格的鱼类样本的正视图和俯视图。4.根据权利要求3所述的测定鱼类声学目标强度的探鱼系统，其特征在于，所述测定鱼类声学目标强度的探鱼系统还包括：三维数字模型模块，与所述扫描模块连接，用于根据所述正视图和所述俯视图构建任意一种体长规格的鱼类样本的对应的三维数字模型；将所述每一鱼类样本的鱼类声学目标强度赋予所述三维数字模型。5.根据权利要求4所述的测定鱼类声学目标强度的探鱼系统，其特征在于，所述测定鱼类声学目标强度的探鱼系统还包括：基尔霍夫射线近似模型，分别与所述目标强度获取模块和三维数字模型模块连接，用于：计算所述反射超声波的超声波散射特征值；将所述每一鱼类样本的鱼类声学目标强度与所述超声波散射特征值进行差值计算，得到差异值；判断所述差异值是否小于差异阈值；若...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，张纯，李罗新，李君轶，吴湘香，周琼，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：