CN105116414B - 基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统 - Google Patents

基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105116414B
CN105116414B CN201510428155.XA CN201510428155A CN105116414B CN 105116414 B CN105116414 B CN 105116414B CN 201510428155 A CN201510428155 A CN 201510428155A CN 105116414 B CN105116414 B CN 105116414B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fish
time
echo
shoal
real
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201510428155.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105116414A (zh
Inventor
童剑锋
韩军
朱国平
沈蔚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZHOUSHAN SHENGDA MARINE INFORMATION TECHONLOGY Co Ltd
Shanghai Maritime University
Original Assignee
ZHOUSHAN SHENGDA MARINE INFORMATION TECHONLOGY Co Ltd
Shanghai Maritime University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZHOUSHAN SHENGDA MARINE INFORMATION TECHONLOGY Co Ltd, Shanghai Maritime University filed Critical ZHOUSHAN SHENGDA MARINE INFORMATION TECHONLOGY Co Ltd
Priority to CN201510428155.XA priority Critical patent/CN105116414B/zh
Publication of CN105116414A publication Critical patent/CN105116414A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105116414B publication Critical patent/CN105116414B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/96—Sonar systems specially adapted for specific applications for locating fish

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明提供的基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统主要包括一水声换能器、鱼探仪处理器以及微处理单元对鱼群的回波反射信号进行检测，并且，提取特定水深范围内一段时间范围内的后方回波反射强度的均值；对回波信号构成的回波反射映像图中的鱼群映像信息进行提取，实现鱼群信息的远距离传输及显示，除实时显示鱼探仪画面外，可用来预测渔获产量。本系统可以用在定置网渔业，海洋网箱养殖业的实时监控，人工鱼礁集鱼效果的观测，以及金枪鱼围网渔业中人工集鱼装置下的鱼群探测等多个领域，对提高海洋渔业生产效率有很重要的意义。

Description

基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统
技术领域
本发明涉及一种移动目标监测系统，特别涉及一种基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统。
用在定置网渔业、海洋网箱养殖业的实时监控，人工鱼礁集鱼效果的观测，以及金枪鱼围网渔业中人工集鱼装置下的鱼群探测等多个领域。
背景技术
海洋深水网箱养殖、定制网渔业中入网的鱼量有多少、海洋牧场中人工鱼礁的集鱼效果，金枪鱼围网渔业中人工集鱼装置下的鱼群量的多少都需要利用远程监测技术。通常，这些远程监控都采用视频监控的方式，但是在夜间或者海水比较浑浊的情况下，视频监控的范围很小。而超声波是水中信息传播的有效途径，不受水中能见度的影响。因此，超声波鱼群探测器(鱼探仪)在现代渔业的有着广泛的应用。通常，鱼探仪只能显示水中物体的回波反射强度，无法估算出探测鱼量的多少。此外，普通的鱼探仪也没有无线通讯功能，虽然，目前市场上出现了基于无线鱼探仪，但是，这些一般都是通过蓝牙或者wifi等媒介近距离通信，通信距离有限。
近年来，移动通信网络在远程监控中发挥着很大的作用，但是由于普通的鱼探仪的回波数据量很庞大，使用移动通信网络直接传输其采集数据也不切实际。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统，它利用移动通信网络传输鱼探仪的探测信息，并且可以在手机、ipad、电脑等任何可上网浏览网页的设备上显示回波图像的实时探测系统。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统，其特征在于，包括：
一水声换能器，它向水中发射超声波并接收鱼群的回波反射信号将其转换成电信号；
一信号调制发射及对回波反射信号进行采集加工的鱼探仪处理器；
一模数转换器，将所述模拟的回波反射信号转换成数字信号；
一微处理单元，它将接收到的所述回波反射信号进行处理，其中，提取一部分水层中一段时间范围内的后方回波反射强度的均值；对回波信号构成的回波反射映像图中的鱼群映像信息进行提取，然后，提取目标的轮廓信息，并根据目标的轮廓信息计算设定的范围内目标的轮廓总面积、总周长以及目标的个数等信息，结合后方反射强度均值，采用下列计算公式计算鱼量的大小：
f(x)＝a*总面积+b*总周长+c*总目标个数+d*后方反射强度均值+e，其中，a,b,c,d,e根据用户的现场采样值采样多元线性回归计算得出；
一移动通信模块，用来将鱼群反射映像信息(轮廓和反射强度)以及计算得到的计算鱼量大小数据进行远距离发送；
以及一在远程接收上述鱼群反射映像信息及鱼量大小数并显示的远程显示/控制终端。
在本发明的一个实施例中，所述提取一部分水层中一段时间范围内的后方回波反射强度的均值采用采用移动平均法，对设定的时间和深度范围内的每一次发射接收的回波进行均值计算，每一列代表一次的发射接收回声数据，先对每次发射接收回声数据均值计算，最终对表格中的所有数据进行均值计算。
在本发明的一个实施例中，所述鱼群映像信息提取，是提取鱼群映像的轮廓和轮廓范围内的平均后方反射强度，包括下列步骤：
(1)建立回声反射图；
(2)根据反射强度对图像进行二值化；
(3)目标的轮廓检测；
(4)目标的轮廓提取；
(5)计算轮廓内反射强度均值。
在本发明的一个实施例中，根据提取的鱼群映像信息，可计算得出鱼群映像的周长、面积、以及鱼群映像的个数，周长、面积可反应鱼群的大小，映像的个数可反映鱼群的数量。
在本发明的一个实施例中，还包括一用来存储数据的数据存储。
在本发明的一个实施例中，还包括一远程服务器，它与所述移动通信模块一起工作将提取的鱼群反射映像信息和计算得到的鱼量大小数据进行远距离发送到所述远程显示/控制终端。
通过上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明提供的基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统，由于对鱼群的回波反射信号进行检测，并且，提取特定水深范围内一段时间范围内的后方回波反射强度的均值；对回波信号构成的回波反射映像图中的鱼群映像信息进行提取，得到新的数据格式，有效解决传输数据量的问题，极大地压缩了传输数据，实现鱼群信息的远距离传输及显示，而且所有的探测数据都记录在服务器的数据库中，方便分析，除实时显示鱼探仪画面外，可用来预测渔获产量。本系统可以用在定置网渔业，海洋网箱养殖业的实时监控，人工鱼礁集鱼效果的观测，以及金枪鱼围网渔业中人工集鱼装置下的鱼群探测等多个领域，对提高海洋渔业生产效率有很重要的意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统的方框图；
图2是发射接收回声数据进行均值计的数据表格式；
图3是鱼群映像信息提取的流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1，本发明提供的基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统包括水声换能器10、鱼探仪处理器11、模数转换器12、微处理单元13、移动通信模块15、数据存储器14、远程服务器16和远程显示/控制终端17。
水声换能器10向水中发射超声波并接收鱼群的回波反射信号将其转换成电信号。模数转换器12将上述模拟的将所述模拟的回波反射信号转换成数字信号，于是，微处理单元13将接收到的将接收到的所述回波反射信号进行处理。鱼探仪处理器11进行信号调制发射及对回波反射信号进行采集加工，它通常包括：信号发射接收电路，检波及增益等模拟电路。
数据存储器14与微处理单元13相连,用来存储微处理单元13的数据，以便进行读取。远程服务器16与移动通信模块15一起工作将鱼群反射映像信息(轮廓和反射强度)以及计算得到的鱼群鱼量大小数据进行远距离发送到远程显示/控制终端17。远程显示/控制终端17可以是手机、ipad或电脑等任何可上网浏览网页的设备。
微处理单元13将接收到的所述回波反射信号进行处理，其中，提取一部分水层中一段时间范围内的后方回波反射强度的均值；对回波信号构成的回波反射映像图中的鱼群映像信息进行提取，然后，提取目标的轮廓信息，它可包括构成轮廓的点和轮廓内的反射强度，并根据目标的轮廓信息计算设定的范围内目标的轮廓总面积、总周长以及目标的个数等信息，结合后方反射强度均值，采用下列计算公式计算鱼量的大小：
f(x)＝a*总面积+b*总周长+c*总目标个数+d*后方反射强度均值+e，其中，a,b,c,d,e根据用户的现场采样值采样多元线性回归计算得出。本领域的技术人员，根据现场可以计算得到。现场采样为设定的时间范围内捕捞的渔获量(单位：吨，需要5个以上的采样)，将相应时间内鱼探仪自动提取的信息(总面积、周长、个数、反射强度)代入公式中进行多元线性回归，解析得到a,b,c,d,e这几个回归系数。为了提高精度需更多的采样。
参见图2，提取一部分水层中一段时间范围内的后方回波反射强度的均值采用移动平均法，对设定的时间和深度范围内的每一次发射接收的回波进行均值计算，即图2所示，每一列代表一次的发射接收回声数据，先对每次发射接收回声数据均值计算，最终对表格中的所有数据进行均值计算。
另外，参见图3，所述鱼群映像信息提取，是提取鱼群映像的轮廓和轮廓范围内的平均后方反射强度，包括下列步骤：
(1)建立回声反射图；
(2)根据反射强度对图像进行二值化；
(3)目标的轮廓检测；
(4)目标的轮廓提取；
(5)计算轮廓内反射强度均值。
本发明的系统包括硬件及软件部分，由客户端/服务器端(C/S)构架组成。所有的探测数据都记录在服务器的数据库中，方便分析，除实时显示鱼探仪画面外，可用来预测渔获产量。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统，其特征在于，包括：
一水声换能器，它向水中发射超声波并接收鱼群的回波反射信号将其转换成电信号；
一信号调制发射及对回波反射信号进行采集加工的鱼探仪处理器；
一模数转换器，将模拟的回波反射信号转换成数字信号；
一微处理单元，它将接收到的所述回波反射信号进行处理，其中，提取一部分水层中一段时间范围内的后方回波反射强度的均值；对回波信号构成的回波反射映像图中的鱼群映像信息进行提取，然后，提取目标的轮廓信息，并根据目标的轮廓信息计算设定的范围内目标的轮廓总面积、总周长以及目标的个数等信息，结合后方反射强度均值，采用下列计算公式计算鱼量的大小：
f(x)＝a*总面积+b*总周长+c*总目标个数+d*后方反射强度均值+e，其中，a,b,c,d,e根据用户的现场采样值采样多元线性回归计算得出；
所述提取一部分水层中一段时间范围内的后方回波反射强度的均值采用移动平均法，对设定的时间和深度范围内的每一次发射接收的回波进行均值计算，每一列代表一次的发射接收回声数据，先对每次发射接收回声数据均值计算，最终对表格中的所有数据进行均值计算；
鱼群映像信息提取是提取鱼群映像的轮廓和轮廓范围内的平均后方反射强度，包括下列步骤：
(1)建立回声反射图；
(2)根据反射强度对图像进行二值化；
(3)目标的轮廓检测；
(4)目标的轮廓提取；
(5)计算轮廓内反射强度均值；
一移动通信模块，用来将鱼群反射映像信息，包括轮廓、反射强度以及计算得到的计算鱼量大小数据进行远距离发送；
以及一在远程接收上述鱼群反射映像信息及鱼量大小数并显示的远程显示/控制终端。
2.如权利要求1所述的基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统，其特征在于，根据提取的鱼群映像信息，可计算得出鱼群映像的周长、面积、以及鱼群映像的个数，周长、面积可反应鱼群的大小，映像的个数可反映鱼群的数量。
3.如权利要求1所述的基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统，其特征在于，还包括一用来存储数据的数据存储。
4.如权利要求1所述的基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统，其特征在于，还包括一远程服务器，它与所述移动通信模块一起工作将提取的鱼群反射映像信息和计算得到的鱼量大小数据进行远距离发送到所述远程显示/控制终端。
CN201510428155.XA 2015-07-20 2015-07-20 基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统 Expired - Fee Related CN105116414B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510428155.XA CN105116414B (zh) 2015-07-20 2015-07-20 基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510428155.XA CN105116414B (zh) 2015-07-20 2015-07-20 基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105116414A CN105116414A (zh) 2015-12-02
CN105116414B true CN105116414B (zh) 2017-07-28

Family

ID=54664447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510428155.XA Expired - Fee Related CN105116414B (zh) 2015-07-20 2015-07-20 基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105116414B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105572676A (zh) * 2015-12-16 2016-05-11 浙江大学 一种基于水平鱼探仪影像的围网目标鱼群追踪方法
CN107395656A (zh) * 2016-05-17 2017-11-24 中国移动通信集团贵州有限公司 一种基于无线通信网络的探测对象信息获取方法及装置
CN109541969B (zh) * 2018-10-24 2021-04-23 深圳市亿兆互联技术有限公司 基于lora的鲸类监控系统及方法
CN109548734B (zh) * 2018-11-21 2021-08-10 浙江海洋大学 一种基于声学监测的网箱投饵监测装置
CN109360237B (zh) * 2018-12-07 2019-06-14 北京市水产科学研究所（国家淡水渔业工程技术研究中心） 一种鱼类产量的预测方法
CN110399774B (zh) * 2019-04-18 2021-05-25 张亦军 渔业监护管理系统
CN110824487A (zh) * 2019-11-26 2020-02-21 山东科技大学 一种能够识别鱼大小的单波束鱼探仪及其实现方法
CN111127411B (zh) * 2019-12-17 2023-08-01 北京深测科技有限公司 一种渔业养殖的监测控制方法
CN111025304A (zh) * 2019-12-23 2020-04-17 山东科技大学 一种能够自动切换无线通讯方式的新型鱼探仪
CN111537984B (zh) * 2020-06-05 2021-07-30 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所 水下鱼群模拟器及其模拟方法
CN113311439B (zh) * 2021-06-10 2024-04-09 浙江省海洋水产研究所 一种水声学停航式调查茎柔鱼资源的方法
CN113598131B (zh) * 2021-07-24 2022-12-13 浙江中兴慧农信息科技有限公司 一种基于大数据区块链的内湖养殖系统
CN116819540B (zh) * 2023-05-09 2024-07-19 南京俊禄科技有限公司 一种智能计算渔群类别与深度的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101800890A (zh) * 2010-04-08 2010-08-11 北京航空航天大学 一种高速公路监控场景下多车辆视频跟踪方法
CN101976504A (zh) * 2010-10-13 2011-02-16 北京航空航天大学 一种基于颜色空间信息的多车辆视频跟踪方法
CN202929209U (zh) * 2012-10-26 2013-05-08 厦门大学 一种多波束水声深水网箱鱼群监测系统
CN104537188A (zh) * 2015-01-16 2015-04-22 西安电子科技大学 基于轮廓反演技术的反射面天线面板的功能性设计方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101800890A (zh) * 2010-04-08 2010-08-11 北京航空航天大学 一种高速公路监控场景下多车辆视频跟踪方法
CN101976504A (zh) * 2010-10-13 2011-02-16 北京航空航天大学 一种基于颜色空间信息的多车辆视频跟踪方法
CN202929209U (zh) * 2012-10-26 2013-05-08 厦门大学 一种多波束水声深水网箱鱼群监测系统
CN104537188A (zh) * 2015-01-16 2015-04-22 西安电子科技大学 基于轮廓反演技术的反射面天线面板的功能性设计方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《视频监控中的群体运动分析研究》;童俊艳;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20100115;第23-35页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105116414A (zh) 2015-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105116414B (zh) 基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统
Shimada et al. Improving data retention and home range estimates by data-driven screening
US8553501B1 (en) Tracking system for underwater equipment
US9135731B2 (en) Systems, devices, methods for sensing and processing fishing related data
Burwen et al. Accuracy and precision of salmon length estimates taken from DIDSON sonar images
US10412950B2 (en) Apparatus, method, and system for marine life trap
CN105572676A (zh) 一种基于水平鱼探仪影像的围网目标鱼群追踪方法
US11255962B2 (en) Automotive testing method, system and computer program product
CN103292792B (zh) 一种适用海底探测与假地形处理的实测svp重构方法
CN106707287A (zh) 基于扩展卡尔曼滤波结合最近邻聚类算法的鱼群数量估计方法
CN106772401A (zh) 基于概率假设密度粒子滤波算法的鱼群数量估计方法
CN104236552A (zh) 智能钓鱼地图系统
CN111127411B (zh) 一种渔业养殖的监测控制方法
CN112180379A (zh) 一种鱼类数据统计分析系统
Saville et al. Application of information and communication technology and data sharing management scheme for the coastal fishery using real-time fishery information
CN111103008A (zh) 一种基于传感器的海洋安全检测方法
Brousseau et al. Acoustic-tracking and radio-tracking of horseshoe crabs to assess spawning behavior and subtidal habitat use in Delaware Bay
Kristmundsson et al. Fish monitoring in aquaculture using multibeam echosounders and machine learning.
CN105486254A (zh) 基于超声波传感器和mems三轴加速度计的树木测量仪系统
Yoon et al. Density estimates of moon jellyfish (Aurelia coerulea) in the Yeongsan Estuary using nets and hydroacoustics
KR20160041572A (ko) 웹 기반의 선박조종성능 정보 관리시스템
CN207339859U (zh) 一种水下监测系统
Tong et al. Automatic single fish detection with a commercial echosounder using YOLO v5 and its application for echosounder calibration
Skerritt et al. Fine scale acoustic telemetry as an offshore monitoring and research tool recommended practice
Tong et al. A client/server architecture remote fish finder system for a set net fishery

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170728

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee