一种根据探鱼仪数据智能调节光诱渔船LED集鱼灯灯光功率及颜色变化的方法与流程

本发明涉及智能led灯具与声学数据处理技术在渔业中的应用领域，特别是涉及一种根据探鱼仪数据智能调节光诱渔船led集鱼灯灯光功率及颜色变化的方法。

背景技术：

1、动物的趋光性与视力有关，在不同的种类以及同种个体的不同发育阶段，趋光性表现不同。许多鱼类都有趋光性，使用灯光围捕、光诱作业的渔船在晚上作业，利用的就是动物的“趋光性”。由于环境的特殊性，集鱼灯等在水中所形成的光场特点也已经有了较为充分的研究，集鱼灯发出的光被海水吸收和散射后，形成了强度从强到弱的光场，用于多种具有趋光性鱼类的捕捞渔船。研究显示，南海外海灯光渔业发展迅猛，春季汛期渔船数量由2012年的400艘左右已经发展到了2020年的2000余艘。灯光渔业已经成为了当前渔业的重要组成部分。

2、但是，当前的灯光渔业仍存在较多的行业痛点。例如，在进行鱿鱼、秋刀鱼和鲐鱼等中上层鱼类的捕捞活动时，当前往往需要经验丰富的船长根据海洋表面的情况判断渔况，再根据渔况调整灯光的颜色和亮度。该方案对船长的经验要求极高，在实际捕捞时，不同的船长捕捞到的渔获量有较大差距。另外，灯光渔船的灯光调节过程一般需要分区域进行。船长需要对不同的区域分别进行判断，需要耗费大量的时间。而针对一些中下层的鱼类，表面无法判断渔况，需要根据探鱼仪等设备判断该区域的渔况。该方案同样存在船长经验参差不齐以及耗费时间较久的问题。因此灯光渔业亟需一种智能灯光调节方法。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供根据探鱼仪数据智能调节灯光渔船led集鱼灯灯光功率及颜色变化的方法，能够通过探鱼仪数据判断出对应区域的渔况，智能制定红光、白光的亮度策略，并完成亮度的自动调节。

2、本技术是通过以下技术方案实现的：

3、一种根据探鱼仪数据智能调节光诱渔船led集鱼灯灯光功率及颜色变化的方法，具体包括以下步骤：

4、(1)设计一种灯光渔船侧扫探鱼仪数据的区域划分方案，将灯光渔船的侧扫探鱼仪数据划分成a-f六个领域，对应灯光渔船下的6个不同区域，结合智能led灯具、路由器、主机等设备组成灯光渔船智能灯光调节系统；

5、(2)采集灯光渔船探鱼仪数据，并根据经验公式确定捕捞鱼种的目标强度范围；

6、(3)根据步骤(2)确定的回声强度范围，对探鱼仪中的数据进行背景噪声擦除；并推算出区域内的鱼量，根据鱼量划分成无鱼、少鱼、中鱼、多鱼四类渔况；

7、(4)根据步骤(3)计算的渔况，使用调度系统设计出各个区域内灯光渔船智能灯光调节方案；

8、(5)将灯光渔船灯光调节方案转化成灯光调节指令，并将该指令转化为数据帧通过局域网发送到集鱼灯镇流器端；

9、(6)镇流器端控制灯光渔船智能led灯具的白光、红光电流，以达到亮度控制的效果。

10、作为优选实施例，所述步骤(1)中的侧扫探鱼仪六区域划分方案遵守以下原则：渔船的左右两侧各包含三个区域，根据侧扫的角度确定探鱼仪数据对应的海绵区域，a、b、c区域分别表示灯光渔船左侧从前往后的三区域；d、e、f区域位于灯光渔船右侧，与a、b、c区域分别对应。

11、作为优选实施例，所述步骤(2)中的经验公式根据鱼种的不同动态变化，以鱿钓船为例，鱿钓船的目标强度经验公式一般与其胴长相关，鱿钓船探鱼仪中70khz频率下的的目标强度经验公式为：

12、ts ＝ 20 log10(dml)-67.4                  (1)。

13、作为优选实施例，所述dml表示胴长，该经验公式通过参考船长经验以及其他相关文献获得，根据该经验公式，确定鱿鱼在70khz频率下的目标强度范围为-30db～-40db之间。

14、作为优选实施例，所述步骤(3)中的数据处理方法包括以下子步骤：

15、(31)调整回声强度范围，完成背景噪声的去除；

16、(32)去除背景噪声后，使用opencv的findcontours()方法从探鱼仪数据的可视化显示中识别目标鱼种的尾数；

17、(33)根据目标鱼种的尾数确定渔况的等级，将渔况划分为无鱼、少鱼、中鱼、多鱼四个等级。

18、作为优选实施例，所述步骤(4)中的智能灯光调节方案在6个区域内分别进行，每个区域内的灯光包括0-3四种亮度强度，0-3分别表示灯光强度由弱到强，白光、红光的变化公式为：

19、

20、

21、所述该公式(2)、(3)中s表示系统判断的渔况，函数值0-3表示灯光强度的4个档位。

22、作为优选实施例，所述步骤(4)中智能灯光调节方案包括以下步骤：

23、(41)当探鱼仪检测到的海面渔况为“无鱼”状态时，调整白光强度为3、关闭红光(调整白光强度为0)；

24、(42)当探鱼仪检测到的海面渔况为“少鱼”状态时，调整白光强度为2、调整红光强度为1；

25、(43)当探鱼仪检测到的海面渔况为“中鱼”状态时，调整白光强度为2、调整红光强度为3；

26、(44)当探鱼仪检测到的海面渔况为“多鱼”状态时，调整白光强度为1、调整红光强度为2。

27、作为优选实施例，所述步骤(5)包括以下子步骤：

28、(51)将控制主机和智能灯具接入同一个局域网内，配置控制主机(指令发送端)和智能灯具端(指令接收)端的ip地址，保证两个ip地址能够正常完成通信；

29、(52)所传输的数据帧按照以太网数据帧标准进行构造，由tcp/ip协议通信协议中的信号传输机制保证数据传输的实时性和可靠性；

30、(53)所构造的数据包满足ip数据包格式；

31、(54)在数据字段的前两个字节为有效数据，第一个字节为白光的控制指令，第二个字节为红光的控制指令；

32、(55)每个有效字节的前四位和后四位完全一致，用于进一步检验数据的准确性；

33、(56)在每个有效的四位中，高1位表示灯光标识，0表示白光，1表示红光，中间2位标识强度编码0-3，低1位为高3位的异或校验值；

34、(57)灯光调节指令只占用数据位的一个字节，该字节的高四位和低四位分别表示两种颜色灯光的调节强度，即每个亮度调节单元包括4位，高一位是灯光标识符，该位的0和1分别表示白光、红光；中间两位的逻辑值表示对应颜色灯光的亮度档位；低一位是校验位，应为前三位的异或校验值。

35、作为优选实施例，所述步骤(51)中配置控制主机为指令发送端，智能灯具端为指令接收端。

36、作为优选实施例，所述步骤(6)中灯光颜色、亮度调节分区域单独进行，也即针对步骤(1)中划分的六个区域分别进行海面渔况判断，向对应的灯具发送灯光调节指令。

37、本发明的涉及原理：首先设计一种灯光渔船探鱼仪的区域划分方案，将灯光渔船的探鱼仪数据划分成六个区域，对应到渔船所在的海面区域。其次，采集探鱼仪数据，对利用经验公式和智能算法剔除原始数据中的噪声，确定目标鱼种的回声强度范围。而后，根据声学数据的可视化显示计算目标鱼种的尾数，并根据尾数划分为无鱼、少鱼、中鱼、多鱼四种渔况。并根据渔况设计出渔船灯光调节方案。最后，将灯光调节方案转化成灯光调节指令，使用ip协议通过局域网发送到智能灯具端；智能灯具镇流器端通过调节电流实现led集鱼灯两种颜色灯光的亮度，以实现集鱼功能。

38、有益效果：由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明将探鱼仪数据作为灯光渔船灯光调节的主要因素，与传统的人工判断相比，具有客观性强、出错率低等突出优点。与视频数据方案相比，能够检测到更深层鱼种的密度。本发明提出的探鱼仪数据智能调节灯光渔船led集鱼灯灯光功率及颜色变化的方法显著提高了灯光渔船的捕捞效率，能够为灯光渔船产业节约大量人力成本、带来更高产量。