CN110447607A - 一种基于图像识别的捕鱼装置和捕鱼方法 - Google Patents

一种基于图像识别的捕鱼装置和捕鱼方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于图像识别的捕鱼装置和捕鱼方法，所述装置包括移动主体和遥控端，所述移动主体在水面上游动，所述移动主体上设置有摄像装置、超声波装置、定位装置、驱动装置、存储装置、数据处理装置、无线通讯装置、渔网发射装置，所述遥控端为手持式遥控器，所述遥控器上包括无线通讯模块、处理器模块、显示模块，本发明涉及新农家养鱼领域，通过移动主体在水面游动，更容易寻找鱼群，而且，能够通过图像识别技术判断鱼的种类和大小，并由捕鱼人员确定是否捕捉，能够有效的提高捕鱼的效率，有利于小型鱼类养殖的可持续发展。

Description

一种基于图像识别的捕鱼装置和捕鱼方法
技术领域
本发明涉及捕鱼技术领域，具体为一种基于图像识别的捕鱼装置和捕鱼方法。
背景技术
在新农村建设过程中，出现了农家乐等能够带动农村经济发展的项目，在一些农家乐中，会建造小型的养鱼池进行小规模的鱼类养殖，满足农家乐的食用需求，在进行捕鱼时，应尽可能的捕捉较大的鱼，放掉小鱼苗，以满足鱼塘的可持续养殖，如何在捕鱼时捕捉到大鱼，并且提高捕鱼的效率，是有待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于图像识别的捕鱼装置和捕鱼方法，本发明能够通过图像识别技术判断鱼的种类和大小，并由捕鱼人员确定是否捕捉，能够有效的提高捕鱼的效率，有利于小型鱼类养殖的可持续发展。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于图像识别的捕鱼装置，所述装置包括移动主体和遥控端，所述移动主体在水面上游动，所述移动主体上设置有摄像装置，用于拍摄鱼群；
优选的，所述移动主体的下端为透明玻璃罩，所述摄像装置设置在玻璃罩内，所述摄像装备通过转动装置带动转动，用于调整摄像装置的拍摄方向，所述摄像装置和转动装置与数据处理装置电连接，所述转动装置采用步进电机驱动转动的方式，所述步进电机固定在设备主体下方玻璃罩的内部，在步进电机的输出端固定连接转动座，所述摄像装置采用市面常见的红外防水摄像机，所述摄像机固定在转动座上。
包括超声波装置，用于感应设备所在区域内有无鱼群通过，并定位鱼群的位置方向，通过超声波装置判断当前区域有无鱼群经过，没有则摄像装置休眠，有鱼群经过时摄像装置开始工作；
利用超声波可以探测鱼群的位置，在一只装有超声波发射和接收装置的渔船上，当它向选定的方向发射出特定频率的超声波后，经过一段时间收到从鱼群反射回来的反射波，本申请采用频率为5.8×104Hz的超声波，该种频率的超声波在水中的波长为2.5cm，根据接收超声波反射波的时间，可以计算出鱼群距离机器人的位置。
包括定位装置和驱动装置，定位装置用于对移动主体进行定位，驱动装置用于推动移动主体按既定行进路线移动；
优选的，所述定位装置采用GPS卫星定位装置或北斗卫星定位装置，所述驱动装置有若干个，且均匀分布固定在移动主体的下端，所述驱动装置采用电动螺旋桨推进；
本申请的移动主体设置有自动导航系统，自动导航系统的用途是由GPS卫星定位装置或北斗卫星定位装置接收移动主体的当前位置并将数据跟用户自定义的目的地比较、参照电子地图计算行驶路线，并实时将信息反馈给移动主体。
包括存储装置，用于记录机器人的既定行进路线、每个品种的鱼的特征，用于与拍摄装置所拍摄的鱼类的图像进行比对，确定所拍摄的鱼类的品种；
优选的，所述既定行进路线为人为输入到存储装置的多个喂养地位置坐标所连成的路线，移动主体在自动导航系统的作用下沿既定行进路线行进。
包括数据处理装置，用于数据的整合、分析、处理；
包括无线通讯装置，用于与遥控端无线通讯；
包括渔网发射装置，用于朝着指定的水面发射渔网；
所述渔网发射装置选用气压式发射装置，如201520726838.9所公开的一种渔网发射装置，使移动主体可以远距离进行撒网，避免吓跑鱼群；
优选的，所述渔网发射装置通过转动座带动转动，用于调整渔网的发射方向。
所述遥控端为手持式遥控器，所述遥控器上包括无线通讯模块，用于与移动主体无线通讯，遥控端可以为手机；
包括处理器模块，用于数据的整合、分析、处理；
包括显示模块，用于显示所拍摄的湖中鱼群的图像。
优选的，所述无线通讯装置和无线通讯模块均采用Wi-Fi模块或移动网络模块。
一种使用基于图像识别的捕鱼装置进行捕鱼的方法，包括以下步骤：
S1：通过遥控端向移动主体发射开始工作的指令，移动主体开始在水面游动；
S2：游动主体通过超声波装置感应鱼群，感应到鱼群后，摄像装置开始工作；
S3：数据处理装置对摄像装置所拍摄的图像进行处理，通过图像识别算法对图像进行分析，判断鱼群的种类、大小；
S4：移动主体将S3的分析结果发送给遥控端，遥控端通过显示模块显示分析结果，捕鱼人员通过遥控端下达是否发射渔网的指令；
S5：若捕鱼人员未下达捕鱼指令，则下达继续游动的指令，移动主体继续游动；若下达捕鱼指令，移动主体得到指令后，调整渔网发射装置的方向，并朝着指定水面发射渔网；
S6：捕鱼结束后，移动主体自动回到岸边，捕鱼人员可以将鱼取出，并重新装好渔网，等待下次捕鱼。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明通过移动主体在水面游动，更容易寻找鱼群，而且，能够通过图像识别技术判断鱼的种类和大小，并由捕鱼人员确定是否捕捉，能够有效的提高捕鱼的效率，有利于小型鱼类养殖的可持续发展。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明工作流程示意图；
图中：1-移动主体，2-摄像装置，3-超声波装置，4-透明玻璃罩，5-转动装置，6-驱动装置，7-转动座，8-渔网发射装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图2，本发明提供一种技术方案：一种基于图像识别的捕鱼装置，所述装置包括移动主体1和遥控端，所述移动主体1在水面上游动，所述移动主体1上设置有摄像装置2，用于拍摄鱼群；
具体来说，所述移动主体1的下端为透明玻璃罩4，所述摄像装置2设置在玻璃罩4内，所述摄像装备通过转动装置5带动转动，用于调整摄像装置2的拍摄方向，所述摄像装置2和转动装置5与数据处理装置电连接，所述转动装置5采用步进电机驱动转动的方式，所述步进电机固定在设备主体1下方玻璃罩4的内部，在步进电机的输出端固定连接转动座7，所述摄像装置2采用市面常见的红外防水摄像机，所述摄像机固定在转动座7上。
包括超声波装置3，用于感应设备所在区域内有无鱼群通过，并定位鱼群的位置方向，通过超声波装置3判断当前区域有无鱼群经过，没有则摄像装置2休眠，有鱼群经过时摄像装置2开始工作；
利用超声波可以探测鱼群的位置，在一只装有超声波发射和接收装置的渔船上，当它向选定的方向发射出特定频率的超声波后，经过一段时间收到从鱼群反射回来的反射波，本申请采用频率为5.8×104Hz的超声波，该种频率的超声波在水中的波长为2.5cm，根据接收超声波反射波的时间，可以计算出鱼群距离机器人的位置。
包括定位装置和驱动装置6，定位装置用于对移动主体1进行定位，驱动装置6用于推动移动主体1按既定行进路线移动；
具体来说，所述定位装置采用GPS卫星定位装置或北斗卫星定位装置，所述驱动装置6有若干个，且均匀分布固定在移动主体1的下端，所述驱动装置6采用电动螺旋桨推进。
本申请的移动主体1设置有自动导航系统，自动导航系统的用途是由GPS卫星定位装置或北斗卫星定位装置接收移动主体1的当前位置并将数据跟用户自定义的目的地比较、参照电子地图计算行驶路线，并实时将信息反馈给移动主体1。
包括存储装置，用于记录机器人的既定行进路线、每个品种的鱼的特征，用于与拍摄装置所拍摄的鱼类的图像进行比对，确定所拍摄的鱼类的品种；
具体来说，所述既定行进路线为人为输入到存储装置的多个喂养地位置坐标所连成的路线，移动主体1在自动导航系统的作用下沿既定行进路线行进。
包括数据处理装置，用于数据的整合、分析、处理；
包括无线通讯装置，用于与遥控端无线通讯；
包括渔网发射装置8，用于朝着指定的水面发射渔网；
具体来说，所述渔网发射装置8选用气压式发射装置，如201520726838.9所公开的一种渔网发射装置8，包括发射筒、气筒、活塞、网坠、收口线、收口线轮、充气管、渔网、收网线、收网线轮，所述发射筒前端筒壁内设有气筒，该气筒内设有活塞，所述气筒外侧设有充气管，该充气管与气筒连通，所述发射筒前端设有收口线轮，该收口线轮上固定有收口线，所述收口线连接长柱形的网坠，所述发射筒尾端设有收网线轮，该收网线轮上设有收网线，所述收网线另一端与渔网中心部位连接，气筒上部气压值大于下部，网坠在气筒内有向外侧的倾角，使移动主体1可以远距离进行撒网，避免吓跑鱼群；
所述渔网发射装置8通过转动座7带动转动，用于调整渔网的发射方向，转动座7由驱动电机带动转动，数据处理装置通过对驱动电机的控制电路通断电来控制驱动电机转动。
所述遥控端为手持式遥控器，所述遥控器上包括无线通讯模块，用于与移动主体1无线通讯，遥控端可以为手机；
包括处理器模块，用于数据的整合、分析、处理；
包括显示模块，用于显示所拍摄的湖中鱼群的图像。
具体来说，所述无线通讯装置和无线通讯模块均采用Wi-Fi模块或移动网络模块。
一种使用基于图像识别的捕鱼装置进行捕鱼的方法，包括以下步骤：
S1：通过遥控端向移动主体1发射开始工作的指令，移动主体1开始在水面游动；
将手机与移动主体1通过Wi-Fi或移动网络进行无线连接，移动主体1开始按照既定行进路线在水面上游动，既定行进路线是多个投料点的坐标所连成的，鱼群聚集的概率大，更容易发现需要捕捉的鱼；
S2：游动主体1通过超声波装置3感应鱼群，感应到鱼群后，摄像装置2开始工作；
在移动主体1的下端四周均设有超声波装置3，使移动主体1能够向四周发射超声波，只有当超声波感应到鱼群后，摄像装置2才开始工作，拍摄鱼群，根据超声波反射回来的方向，能够判断出鱼群的方向，又因为超声波在水中的传播速度为1500m/s，所以根据超声波反射回来的时间t，可以计算出鱼群的距离L＝1500m/s×t÷2；
S3：数据处理装置对摄像装置2所拍摄的图像进行处理，通过图像识别算法对图像进行分析，判断鱼群的种类、大小；
数据处理装置将摄像装置2所拍摄的图像与存储在存储装置中的鱼类的特征通过图像识别算法进行比较，判断鱼类的品种，可以通过在摄像头的前方设置参照杆，使参照杆距离摄像头的距离为S，参照杆的长度为d，因为鱼距离移动主体1的距离较远，所以鱼的长度根据估算出的鱼的长度，可以对鱼的整体大小进行估算；
S4：移动主体1将S3的分析结果发送给遥控端，遥控端通过显示模块显示分析结果，捕鱼人员通过遥控端下达是否发射渔网的指令；
捕鱼人员能够通过移动主体1发送到手机上的分析结果决定是否对鱼进行捕捉，分析结果包括鱼的种类和大小，便于捕鱼人员能够捕捉到想要的鱼；
S5：若捕鱼人员未下达捕鱼指令，则下达继续游动的指令，移动主体1继续游动；若下达捕鱼指令，移动主体1得到指令后，调整渔网发射装置8的方向，并朝着指定水面发射渔网；
当摄像装置2所拍摄的鱼不是想要捕捉的鱼，或者鱼还太小时，捕鱼人员可以向移动主体1发出继续游动的指令，移动主体1继续沿既定路线行驶；
当找到满足捕捉需求的鱼时，捕鱼人员通过遥控端向移动主体1发出指令，使移动主体1靠近鱼所在的方向，在靠近时应保持一定的距离，以防止吓跑鱼，而且距离应在渔网的射程范围内，渔网发射装置8在转动座7的带动下转向鱼所在的方向进行远距离的撒网；
S6：捕鱼结束后，移动主体1自动回到岸边，捕鱼人员可以将鱼取出，并重新装好渔网，等待下次捕鱼；
捕鱼结束，移动主体1根据当前的坐标和岸边的坐标规划行驶路线，并通过自动导航进行返航。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于图像识别的捕鱼装置，所述装置包括移动主体(1)和遥控端，所述移动主体(1)在水面上游动，其特征在于：所述移动主体(1)上设置有摄像装置(2)，用于拍摄鱼群；
包括超声波装置(3)，用于感应设备所在区域内有无鱼群通过，并定位鱼群的位置方向；
包括定位装置和驱动装置(6)，定位装置用于对移动主体(1)进行定位，驱动装置(6)用于推动移动主体(1)按既定行进路线移动；
包括存储装置，用于记录机器人的既定行进路线、每个品种的鱼的特征；
包括数据处理装置，用于数据的整合、分析、处理；
包括无线通讯装置，用于与遥控端无线通讯；
包括渔网发射装置(8)，用于朝着指定的水面发射渔网；
所述遥控端为手持式遥控器，所述遥控器上包括无线通讯模块，用于与移动主体(1)无线通讯；
包括处理器模块，用于数据的整合、分析、处理；
包括显示模块，用于显示所拍摄的湖中鱼群的图像。
2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的捕鱼装置，其特征在于：所述移动主体(1)的下端为透明玻璃罩(4)，所述摄像装置(2)设置在玻璃罩(4)内，所述摄像装备通过转动装置(5)带动转动，用于调整摄像装置(2)的拍摄方向，所述摄像装置(2)和转动装置(5)与数据处理装置电连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的捕鱼装置，其特征在于：所述定位装置采用GPS卫星定位装置或北斗卫星定位装置，所述驱动装置(6)有若干个，且均匀分布固定在移动主体(1)的下端，所述驱动装置(6)采用电动螺旋桨推进。
4.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的捕鱼装置，其特征在于：所述无线通讯装置和无线通讯模块均采用Wi-Fi模块或移动网络模块。
5.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的捕鱼装置，其特征在于：所述渔网发射装置(8)通过转动座(7)带动转动，用于调整渔网的发射方向。
6.一种使用权利要求1-5所述的基于图像识别的捕鱼装置进行捕鱼的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通过遥控端向移动主体(1)发射开始工作的指令，移动主体(1)开始在水面游动；
S2：游动主体通过超声波装置(3)感应鱼群，感应到鱼群后，摄像装置(2)开始工作；
S3：数据处理装置对摄像装置(2)所拍摄的图像进行处理，通过图像识别算法对图像进行分析，判断鱼群的种类、大小；
S4：移动主体(1)将S3的分析结果发送给遥控端，遥控端通过显示模块显示分析结果，捕鱼人员通过遥控端下达是否发射渔网的指令；
S5：若捕鱼人员未下达捕鱼指令，则下达继续游动的指令，移动主体(1)继续游动；若下达捕鱼指令，移动主体(1)得到指令后，调整渔网发射装置(8)的方向，并朝着指定水面发射渔网；
S6：捕鱼结束后，移动主体(1)自动回到岸边，捕鱼人员可以将鱼取出，并重新装好渔网，等待下次捕鱼。
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