一种基于机器视觉的鱼类无损采样测量装置及方法与流程

本发明涉及鱼类采样，尤其涉及一种基于机器视觉的鱼类无损采样测量装置及方法。

背景技术：

1、鱼类多样性的研究对于合理开发鱼类资源，保护鱼类物种多样性都有重要的意义。我国湖泊水库资源丰富，为鱼类的生长与繁育提供了多样的栖息场所。在进行湖泊、江河鱼类群落多样性调查研究过程中，样品采集是一个重要环节。目前在江河捕捞作业的主要网具有：刺网、钓钩、抛网、虾笼等

2、目前，鱼类采样中通常采用拖网捕捞检测、声呐与网具结合以及相机与网具结合的方式，对鱼群的种类和体型进行测量，但是拖网的网孔容易将鱼类卡住，在采样过程中容易对鱼类造成损伤，即使采用较小网眼的拖网仍然不能满足对鱼类的采样作业，因为拖网属于柔性材质，不便于将拖网进行分区和对采样装置进行稳定的连接，不利于采样装置的工作。

3、如何开发一种基于机器视觉的鱼类无损采样测量装置及方法，利用鱼类的趋光性、溶解氧的浓度以及流向，实现将鱼类诱集和导向，并通过机器视觉装置实现对鱼类的无损采样测量，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种型钢柱安装定位装置，解决背景技术中所列的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明一种基于机器视觉的鱼类无损采样测量装置，包括收集腔、诱导组件和相机，所述收集腔的进口处安装有支撑架，所述收集腔的中间出口连通有大型测量腔，所述收集腔的侧壁上的出口分别与小型测量腔和中型测量腔的进口连通；所述收集腔、小型测量腔、中型测量腔和大型测量腔内均设置有所述诱导组件，所述收集腔、小型测量腔、中型测量腔和大型测量腔的出口处均设置有led补光矩阵灯；多组所述相机分别安装在所述小型测量腔、中型测量腔和大型测量腔末端的内侧壁上，所述小型测量腔、中型测量腔和大型测量腔的内侧壁上还安装有接近开关，所述接近开关位于所述相机的前方靠近进口一侧；所述相机、接近开关、led补光矩阵灯均与数据控制处理用的电脑电连接；

4、还包括氧气干管和氧气支管，所述氧气干管安装在所述收集腔的进口处，所述氧气支管的进气口与所述氧气干管连通，所述氧气支管的出气口与所述小型测量腔的进口相对设置；所述氧气干管与水面上的制氧机连通。

5、优选的，所述收集腔的形状为圆锥或四棱台。

6、优选的，所述支撑架的形状为圆形或矩形。

7、优选的，所述诱导组件包括导向挡板、导向安装架和led灯带，所述导向挡板的一端与所述支撑架连接，所述导向挡板的另一端与所述导向安装架连接，所述led灯带安装在所述导向安装架上。

8、优选的，所述小型测量腔、中型测量腔和所述大型测量腔内安装的所述导向挡板的尺寸从进口侧向出口侧依次增大，所述导向安装架和led灯带的尺寸从进口侧向出口侧依次减小。

9、优选的，所述led灯带的灯泡均朝向进口侧，且所述led灯带的亮度从进口侧向出口侧依次增强。

10、优选的，所述收集腔、小型测量腔、中型测量腔和大型测量腔的材质均采用橡胶、聚氨酯、塑料或金属材质，且在所述收集腔、小型测量腔、中型测量腔和大型测量腔的侧壁上均开设有细密的通孔。

11、优选的，所述相机通过图像采集卡与所述电脑电连接，所述电脑内安装有视觉处理软件。

12、一种基于机器视觉的鱼类无损采样测量方法，包括如下步骤：

13、步骤一、诱集鱼类，在导向安装架上设置led灯带，利用鱼类的趋光性，将鱼类诱集到收集腔内；

14、步骤二、分类导向，收集腔内设置有氧气干管与氧气支管，且氧气支管的出气口与小型测量腔的进口相对，使得小体型的鱼类顺着较高浓度的溶解氧的流向进入到小型测量腔内，较大体型的鱼类分别进入到中型测量腔和大型测量腔内，实现鱼类的分类导向；

15、步骤三、控制待检测鱼类数量，鱼类进入小型、中型或大型测量腔内后，沿着诱导组件上的led灯带和水中的溶解氧游动，并通过依次缩小的导向安装架的尺寸，使得体型接近的鱼类依次通过最右侧的诱导组件；

16、步骤四、发送测量指令，鱼类从诱导组件游出，触发接近开关，向电脑发送脉冲信号；

17、步骤五、图像采集装置工作，电脑根据预先设定的程序和延时，向相机和led补光矩阵灯发送指令，led补光矩阵灯开始曝光，相机开始扫描；

18、步骤六、图像输出，相机将采集到数字化信号经过图像采集卡传输到电脑，并储存到电脑内存中；

19、步骤七、图像处理，电脑中的视觉处理软件对相机反馈的数字化信号进行分析、识别，获得鱼的种类以及长度的测量结果。

20、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

21、本发明一种基于机器视觉的鱼类无损采样测量装置及方法，利用鱼类的趋光性实现对鱼类的诱集，通过溶解氧的浓度和流向以及依次增加的光照强度实现对鱼类的分区导向，并通过机器视觉实现对鱼类的无损采样测量，操作简单、采样精度高。

技术特征：

1.一种基于机器视觉的鱼类无损采样测量装置，包括收集腔(1)、诱导组件和相机(11)，其特征在于：所述收集腔(1)的进口处安装有支撑架(2)，所述收集腔(1)的中间出口连通有大型测量腔(10)，所述收集腔(1)的侧壁上的出口分别与小型测量腔(8)和中型测量腔(9)的进口连通；所述收集腔(1)、小型测量腔(8)、中型测量腔(9)和大型测量腔(10)内均设置有所述诱导组件，所述收集腔(1)、小型测量腔(8)、中型测量腔(9)和大型测量腔(10)的出口处均设置有led补光矩阵灯(13)；多组所述相机(11)分别安装在所述小型测量腔(8)、中型测量腔(9)和大型测量腔(10)末端的内侧壁上，所述小型测量腔(8)、中型测量腔(9)和大型测量腔(10)的内侧壁上还安装有接近开关(12)，所述接近开关(12)位于所述相机(11)的前方靠近进口一侧；所述相机(11)、接近开关(12)、led补光矩阵灯(13)均与数据控制处理用的电脑电连接；

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的鱼类无损采样测量装置，其特征在于：所述收集腔(1)的形状为圆锥或四棱台。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的鱼类无损采样测量装置，其特征在于：所述支撑架(2)的形状为圆形或矩形。

4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的鱼类无损采样测量装置，其特征在于：所述诱导组件包括导向挡板(3)、导向安装架(4)和led灯带(5)，所述导向挡板(3)的一端与所述支撑架(2)连接，所述导向挡板(3)的另一端与所述导向安装架(4)连接，所述led灯带(5)安装在所述导向安装架(4)上。

5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的鱼类无损采样测量装置，其特征在于：所述小型测量腔(8)、中型测量腔(9)和所述大型测量腔(10)内安装的所述导向挡板(3)的尺寸从进口侧向出口侧依次增大，所述导向安装架(4)和led灯带(5)的尺寸从进口侧向出口侧依次减小。

6.根据权利要求5所述的基于机器视觉的鱼类无损采样测量装置，其特征在于：所述led灯带(5)的灯泡均朝向进口侧，且所述led灯带(5)的亮度从进口侧向出口侧依次增强。

7.根据权利要求6所述的基于机器视觉的鱼类无损采样测量装置，其特征在于：所述收集腔(1)、小型测量腔(8)、中型测量腔(9)和大型测量腔(10)的材质均采用橡胶、聚氨酯、塑料或金属材质，且在所述收集腔(1)、小型测量腔(8)、中型测量腔(9)和大型测量腔(10)的侧壁上均开设有细密的通孔。

8.根据权利要求7所述的基于机器视觉的鱼类无损采样测量装置，其特征在于：所述相机(11)通过图像采集卡与所述电脑电连接，所述电脑内安装有视觉处理软件。

9.一种基于机器视觉的鱼类无损采样测量方法，利用权利要求1-8任一项所述的一种基于机器视觉的鱼类无损采样测量装置完成，其特征在于：包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种基于机器视觉的鱼类无损采样测量装置及方法，涉及鱼类采样技术领域，测量装置包括收集腔、诱导组件和相机，收集腔的进口处安装有支撑架，收集腔的出口连通有大型测量腔，收集腔的侧壁与小型、中型测量腔的进口连通；收集腔、小型至大型测量腔内均设置有诱导组件、相机和接近开关，并在出口处设置有LED补光矩阵灯；相机、接近开关、LED补光矩阵灯均与水面上的电脑电连接；测量方法包括诱集、分类导向、控制数量、测量、图像采集装置工作、图像输出、图像处理。本发明利用鱼类的趋光性实现对鱼类诱集，通过溶解氧浓度、流向以及依次增加的光照强度实现对鱼类进行导向，并通过机器视觉实现对鱼类的无损采样测量。

技术研发人员：段金荣,马晓飞,沈楠楠,贺艳辉,张红燕
受保护的技术使用者：中国水产科学研究院淡水渔业研究中心
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4