CN112806295A - 一种智能投饲方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种智能投饲系统，一种智能投饲系统，包括用于向待投饵区域投饵的投饵机，还包括设置在投饵机内的投饵机控制器和投饵机网络传输模块，投饵机网络传输模块的数据传输端与投饵机控制器的数据传输端相连，以及设置于水面下用于拍摄水面下投饵区域视频图像的摄像装置，管理中心根据摄像装置拍摄的图像视频控制其投饵机向投饵区域确定投饵量。本发明能够对鱼塘进行合理的投放鱼饵，实现无人值守，增强用户体验。

Description

一种智能投饲方法

技术领域

本发明涉及一种农业生产技术领域，特别是涉及一种智能投饲方法。

背景技术

随着工厂化水产养殖业的迅猛发展，人们也随之开发了一些投饲设备，开展了高水平的机械化、自动化水产养殖投饲技术及系统的研发，专利申请号2017205941335，名称为“一种漂浮式遥控米虾投饵喂养装置”，公开了投料桶和支架，投料桶的内部设有一翻转板，翻转板的底面设有一空心内螺纹轴，空心内螺纹轴的两端安装在投料桶上，投料桶的两端设有插接空心内螺纹轴的转孔，投料桶设有进料口和出料管，出料管设有多个倾斜设置的投料管，支架安装在投料桶上，支架包括左右侧支撑架，左右侧支撑架的底端均安装了漂浮体，其右侧支撑架上安装了一旋转电机和接收器，旋转电机具有设有螺纹的电机轴，电机轴通过螺纹旋紧在空心内螺纹轴的一端。该专利申请多角度的投料管使得抛料均匀，节省饲料不浪费。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种智能投饲方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种智能投饲系统，包括用于向待投饵区域投饵的投饵机，还包括设置在投饵机内的投饵机控制器和投饵机网络传输模块，投饵机网络传输模块的数据传输端与投饵机控制器的数据传输端相连，以及设置于水面下用于拍摄水面下投饵区域视频图像的摄像装置，管理中心根据摄像装置拍摄的图像视频控制其投饵机向投饵区域确定投饵量。

在本发明的一种优选实施方式中，在待投饵区域还设置有用于监测环境状况的环境传感器，环境传感器的环境数据输出端与环境控制器的环境数据输入端相连，环境控制器的环境数据输出端与环境网络传输模块的数据传输端相连。

在本发明的一种优选实施方式中，所述环境传感器包括溶氧传感器、温度传感器、PH传感器、EC传感器、氨氮传感器之一或者任意组合；

溶氧传感器的环境数据溶氧输出端与环境控制器的环境数据溶氧输入端相连，若溶氧传感器监测的溶氧值小于或者等于预设第一溶氧阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向产氧装置发出产氧控制命令，当其溶氧传感器监测的溶氧值等于预设第二溶氧阈值时，预设第二溶氧阈值大于预设第一溶氧阈值，则产氧装置停止工作；

温度传感器的环境数据温度输出端与环境控制器的环境数据温度输入端相连，若温度传感器监测的温度值小于或者等于预设第一温度阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向升降温装置发出升温控制命令，当其温度传感器监测的温度值等于预设第二温度阈值时，预设第二温度阈值大于预设第一温度阈值，则升降温装置停止工作；当其温度传感器监测的温度值大于或者等于预设第三温度阈值时，预设第三温度阈值大于预设第二温度阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向升降温装置发出降温控制命令，当其温度传感器监测的温度值等于预设第四温度阈值时，预设第四温度阈值小于预设第三温度阈值，且预设第四温度阈值大于预设第二温度阈值，则升降温装置停止工作；

PH传感器的环境数据PH输出端与环境控制器的环境数据PH输入端相连，若PH传感器监测的PH值小于或者等于PH预设第一阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向PH装置发出提高PH控制命令，当其PH传感器监测的PH值等于PH预设第二阈值时，PH预设第二阈值大于PH预设第一阈值，PH装置停止工作；当其PH传感器监测的PH值等于PH预设第三阈值，PH预设第三阈值大于PH预设第二阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向PH装置发出降低PH控制命令，当其PH传感器监测的PH值等于PH预设第四阈值时，PH预设第四阈值小于PH预设第三阈值，且PH预设第四阈值大于PH预设第二阈值，PH装置停止工作；

EC传感器的环境数据EC输出端与环境控制器的环境数据EC输入端相连，若EC传感器监测的EC值小于或者等于预设第一EC阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向EC装置发出增加EC控制命令，当其EC传感器监测的EC值等于预设第二EC阈值时，预设第二EC阈值大于预设第一EC阈值，则EC装置停止工作；当其EC传感器监测的EC值大于或者等于预设第三EC阈值，预设第三EC阈值大于预设第二EC阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向加水装置发出加水控制命令，当其EC传感器监测的EC值等于预设第四EC阈值时，预设第四EC阈值小于预设第三EC阈值，且预设第四EC阈值大于预设第二EC阈值，则加水装置停止工作；

氨氮传感器的环境数据氨氮输出端与环境控制器的环境数据氨氮输入端相连，若氨氮传感器监测的氨氮值大于或者等于氨氮预设第一阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向加水装置发出加水控制命令，当其氨氮传感器监测的氨氮值等于氨氮预设第二阈值时，氨氮预设第二阈值小于氨氮预设第一阈值，加水装置停止工作；

或/和环境网络传输模块包括3G环境网络传输子模块、4G环境网络传输子模块、5G环境网络传输子模块、Zigbee环境网络传输子模块、WiFi环境网络传输子模块、LoRa环境网络传输子模块、NB-IoT环境网络传输子模块之一或者任一组合；

3G环境网络传输子模块的数据传输3G端与环境控制器的数据传输3G端相连，4G环境网络传输子模块的数据传输4G端与环境控制器的数据传输4G端相连，5G环境网络传输子模块的数据传输5G端与环境控制器的数据传输5G端相连，Zigbee环境网络传输子模块的数据传输Zigbee端与环境控制器的数据传输Zigbee端相连，WiFi环境网络传输子模块的数据传输WiFi端与环境控制器的数据传输WiFi端相连，LoRa环境网络传输子模块的数据传输LoRa端与环境控制器的数据传输LoRa端相连，NB-IoT环境网络传输子模块的数据传输NB-IoT端与环境控制器的数据传输NB-IoT端相连。

在本发明的一种优选实施方式中，投饵机网络传输模块包括3G投饵机网络传输子模块、4G投饵机网络传输子模块、5G投饵机网络传输子模块、Zigbee投饵机网络传输子模块、WiFi投饵机网络传输子模块、LoRa投饵机网络传输子模块、NB-IoT投饵机网络传输子模块之一或者任一组合；

3G投饵机网络传输子模块的数据传输3G端与投饵机控制器的数据传输3G端相连，4G投饵机网络传输子模块的数据传输4G端与投饵机控制器的数据传输4G端相连，5G投饵机网络传输子模块的数据传输5G端与投饵机控制器的数据传输5G端相连，Zigbee投饵机网络传输子模块的数据传输Zigbee端与投饵机控制器的数据传输Zigbee端相连，WiFi投饵机网络传输子模块的数据传输WiFi端与投饵机控制器的数据传输WiFi端相连，LoRa投饵机网络传输子模块的数据传输LoRa端与投饵机控制器的数据传输LoRa端相连，NB-IoT投饵机网络传输子模块的数据传输NB-IoT端与投饵机控制器的数据传输NB-IoT端相连；

或/和还包括与摄像装置相连的视频网络传输模块，视频网络传输模块包括4G视频网络传输子模块、5G视频网络传输子模块、WiFi视频网络传输子模块之一或者任一组合；

4G视频网络传输子模块的数据传输4G端与摄像装置的数据传输4G端相连，5G视频网络传输子模块的数据传输5G端与摄像装置的数据传输5G端相连，WiFi视频网络传输子模块的数据传输WiFi端与摄像装置的数据传输WiFi端相连。

本发明还公开了一种智能投饲方法，包括以下步骤：

S1，调节摄像装置的拍摄角度；

S2，管理中心对摄像装置拍摄的视频图像进行处理，确定其向投饵区域投放投饵量；

S3，投饵机控制器根据投饵量控制其投饵机向投饵区域投放。

在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S2中包括以下步骤：

S21，从视频图像中提取单帧图像，得到A幅单帧图像，所述A为大于或者等于2的正整数；

S22，对步骤S21中的A幅单帧图像进行单帧图像处理，得到其A幅单帧目标图像；

S23，获取其步骤S22中单帧目标图像中的统计数据，确定其剩余投饵量。

在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S21中，提取单帧图像得到A幅单帧图像的计算方法为：

其中，A表示单帧图像的总数量；

t_i表示摄像装置拍摄的第i段视频图像的时长；

T_i表示第i段视频图像的清晰度；

I表示摄像装置拍摄视频图像段数；

分别依次为第1单帧图像、第2单帧图像、第3单帧图像、……、第A单帧图像，分别对应用P₁、P₂、P₃、……、P_A表示。

在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S22中包括以下步骤：

S221，将第A′单帧图像P_A′由色彩图像转换为灰度图像，所述A′为小于或者等于A的正整数；A为单帧图像的总数量；P_A′表示第A′单帧图像；其转换方法为：

其中，

表示第A′单帧图像P_A′的灰度值；

表示第A′单帧图像P_A′的色彩红色分量值的控制系数；

表示第A′单帧图像P_A′的色彩红色分量值；

表示第A′单帧图像P_A′的色彩绿色分量值的控制系数；

表示第A′单帧图像P_A′的色彩绿色分量值；

表示第A′单帧图像P_A′的色彩蓝色分量值的控制系数；

表示第A′单帧图像P_A′的色彩蓝色分量值；

S222，框选目标滞留时间，判断其框选目标滞留时间是否大于或者等于预设滞留时间：

若框选目标滞留时间大于或者等于预设滞留时间，将该目标忽略；

若框选目标滞留时间是否小于预设滞留时间，则继续标记该目标。

在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S222中包括以下步骤：

S2221，对选取的图像建立直角坐标系，选取图像上的任一像素点为坐标原点，以图像的宽为X轴，以选取图像的高为Y轴，得到图像上像素点的坐标值；

S2222，以方形框框选Q×Q大小的图像集，Q＝2Q′-1，Q′为大于或者等于1的正整数，且小于或者等于Q″，

Int()表示取整函数，M＝min(W，H)，min()表示取W、H中的较小值，W表示图像的宽度值，H表示图像的高度值；

S2223，判断其方形框框选的图像集的图像判断值是否在预设图像判断阈值范围内：

若方形框框选的图像集的图像判断值不在预设图像判断阈值范围内，则执行步骤S2224；

其图像判断值的计算方法：

其中，Z表示整数；

J_(x+m,y+n)表示在坐标点(x+m,y+n)的灰度值；

Q表示方形框框选值大小；

j表示图像判断值；

若方形框框选的图像集的图像判断值在预设图像判断阈值范围内，则J_(x,y)＝j；方形框框选下一目标，返回步骤S2223，直至目标框选完毕为止；

S2224，将J_(x+m,y+n)按照其从小到大的顺序依次排列表示为

J_q表示方形框框选的图像灰度值，q为大于或者等于1且小于或者等于Q²的正整数，

方形框框选下一目标，返回步骤S2223，直至目标框选完毕为止。

在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S23中剩余投饵量的计算方法为：

U_剩余表示剩余投饵量；

κ表示调节比例系数，κ∈[0,0.27]；

ρ表示行进速度；

S表示待投饵区域面积；

s表示已投饵目标面积；

v表示计算误差值；v∈[0,0.045]；

表示喷洒速度。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明能够对鱼塘进行合理的投放鱼饵，实现无人值守，增强用户体验。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明连接示意框图。

图2是本发明结构示意图。

图3是本发明流程示意框图。

图4是本发明结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提供了一种智能投饲系统，如图1和2所示，包括用于向待投饵区域(工厂化鱼塘等)投饵的投饵机，还包括设置在投饵机内的投饵机控制器(也叫可编程逻辑控制器)和投饵机网络传输模块，投饵机网络传输模块的数据传输端与投饵机控制器的数据传输端相连，管理中心根据摄像装置拍摄的图像视频控制其投饵机向投饵区域确定投饵量。在本实施方式中，投饵机包括可行驶在水面上的船体5，在船体上设置有用于固定安装投饵料斗3的投饵料斗安装固定架4，投饵料斗3固定安装在投饵料斗安装固定架4上，在投饵料斗安装固定架4上设置有用于称量投饵料斗3内料饵重量的重量传感器；在投饵料斗3的顶端设置有用于封闭投饵料斗3的顶盖2，在顶盖2上设置有用于向投饵料斗3内增加料饵的进料口1，在投饵料斗3的底部设置有出料管10，出料管10延伸至船体5底部与喷洒器6连接，摄像装置设置在船体5底部；重量传感器的重量数据输出端与投饵机控制器的重量数据输入端相连，喷洒器6的喷洒控制输入端与投饵机控制器的喷洒控制输出端相连。其摄像装置位于喷洒器的左侧，且在船体底部还设置有便于料饵快速散开的搅拌器7，搅拌器7位于摄像装置和喷洒器6之间，搅拌器7的搅拌控制端与投饵机控制器的搅拌控制端相连。

其摄像装置包括摄像机9、该摄像机为高像素智能摄相机，连接摄像机9的连接杆8，连接杆8另一端与船体5底部相连，该连接杆8为可升降连接杆，连接杆8包括第一套筒、第二套筒和固定杆，第二套筒伸入第一套筒内，固定杆伸入第二套筒内，在第一套筒内设置有第一弹簧、第二弹簧、第一驱动电机和第一拉力绳，第一弹簧的第一端和第二弹簧的第一端分别与第一套筒腔体底部相连，第一弹簧的第二端和第二弹簧的第二端分别与第二套筒伸入端底部相连，第一驱动电机安装在第一套筒腔体底部，且位于第一弹簧和第二弹簧之间，第一拉力绳的一端与第二套筒伸入端底部相连，第一拉力绳的另一端与第一驱动电机动力旋转端相连，且第一拉力绳位于第一弹簧和第二弹簧之间；在第二套筒内设置有第三弹簧、第四弹簧、第二驱动电机和第二拉力绳，第三弹簧的第一端和第四弹簧的第一端分别与第二套筒腔体底部相连，第三弹簧的第二端和第四弹簧的第二端分别与固定杆伸入端底部相连，第二驱动电机安装在第二套筒腔体底部，且位于第三弹簧和第四弹簧之间，第二拉力绳的一端与固定杆伸入端底部相连，第二拉力绳的另一端与第二驱动电机动力旋转端相连，且第二拉力绳位于第三弹簧和第四弹簧之间；还包括在第一套筒底部固定安装有第三驱动电机，第三驱动电机动力旋转端与摄像机9连接，第一驱动电机的正反转驱动端与投饵机控制器的第一电机正反转驱动端相连，第二驱动电机的正反转驱动端与投饵机控制器的第二电机正反转驱动端相连，第三驱动电机的正反转驱动端与投饵机控制器的第三电机正反转驱动端相连，通过控制第三驱动电机的正反转实现摄像机的竖向旋转，通过控制第一驱动电机和第二驱动电机的正转实现连接杆的缩短，其反转实现连接杆的伸长。

在本实施方式中，其投饵机可以为如图4所示。包括横跨待投饵区域上方的轨道11，该轨道可以为吊滑轨工字钢，在轨道11上设置有在所述轨道11上行走的行走轮装置17，在行走轮装置17上设置有承重梁12，在承重梁12上通过称重传感器19与投饵料斗16连接，在投饵料斗16的出饵口15处设置有出料电机13，出料电机13驱动出饵口15打开和关闭，在出饵口15下方设置有抛料盘10，以及驱动抛料盘10抛料的抛料电机14，以及在投饵料斗16上设置有振动器21，振动器21的振动信号输入端与投饵控制器的振动信号输出端相连，投饵控制器的投饵网络传输模块相连，行走轮装置17的行走驱动端与投饵控制器的行走驱动端相连，称重传感器19的称重信号输出端与投饵控制器的承重信号输入端相连，出料电机13的电机驱动端与投饵控制器的出料驱动端相连，抛料电机14的抛料驱动端与投饵控制器的抛料驱动端相连。其中投饵网络传输模块包括3G投饵网络传输子模块、4G投饵网络传输子模块、5G投饵网络传输子模块、Zigbee投饵网络传输子模块、WiFi投饵网络传输子模块、LoRa投饵网络传输子模块、NB-IoT投饵网络传输子模块之一或者任一组合；3G投饵网络传输子模块的数据传输3G端与投饵控制器的数据传输3G端相连，4G投饵网络传输子模块的数据传输4G端与投饵控制器的数据传输4G端相连，5G投饵网络传输子模块的数据传输5G端与投饵控制器的数据传输5G端相连，Zigbee投饵网络传输子模块的数据传输Zigbee端与投饵控制器的数据传输Zigbee端相连，WiFi投饵网络传输子模块的数据传输WiFi端与投饵控制器的数据传输WiFi端相连，LoRa投饵网络传输子模块的数据传输LoRa端与投饵控制器的数据传输LoRa端相连，NB-IoT投饵网络传输子模块的数据传输NB-IoT端与投饵控制器的数据传输NB-IoT端相连。投饵机根据其管理中心向投饵机发送的投饵量向投饵区域投放投饵量。

在本发明的一种优选实施方式中，在待投饵区域还设置有用于监测环境状况的环境传感器，环境传感器的环境数据输出端与环境控制器的环境数据输入端相连，环境控制器的环境数据输出端与环境网络传输模块的数据传输端相连。

在本发明的一种优选实施方式中，所述环境传感器包括溶氧传感器、温度传感器、PH传感器、EC传感器、氨氮传感器之一或者任意组合；

溶氧传感器的环境数据溶氧输出端与环境控制器的环境数据溶氧输入端相连，若溶氧传感器监测的溶氧值小于或者等于预设第一溶氧阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向产氧装置(也叫制氧机)发出产氧控制命令，当其溶氧传感器监测的溶氧值等于预设第二溶氧阈值时，预设第二溶氧阈值大于预设第一溶氧阈值，则产氧装置停止工作；

温度传感器的环境数据温度输出端与环境控制器的环境数据温度输入端相连，若温度传感器监测的温度值小于或者等于预设第一温度阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向升降温装置(其升降温装置和降温装置统称温度控制设备)发出升温控制命令，当其温度传感器监测的温度值等于预设第二温度阈值时，预设第二温度阈值大于预设第一温度阈值，则升降温装置停止工作；当其温度传感器监测的温度值大于或者等于预设第三温度阈值时，预设第三温度阈值大于预设第二温度阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向升降温装置发出降温控制命令，当其温度传感器监测的温度值等于预设第四温度阈值时，预设第四温度阈值小于预设第三温度阈值，且预设第四温度阈值大于预设第二温度阈值，则升降温装置停止工作；

PH传感器的环境数据PH输出端与环境控制器的环境数据PH输入端相连，若PH传感器监测的PH值小于或者等于PH预设第一阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向PH装置发出提高PH控制命令，当其PH传感器监测的PH值等于PH预设第二阈值时，PH预设第二阈值大于PH预设第一阈值，PH装置停止工作；当其PH传感器监测的PH值等于PH预设第三阈值，PH预设第三阈值大于PH预设第二阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向PH装置发出降低PH控制命令，当其PH传感器监测的PH值等于PH预设第四阈值时，PH预设第四阈值小于PH预设第三阈值，且PH预设第四阈值大于PH预设第二阈值，PH装置停止工作；

EC传感器的环境数据EC输出端与环境控制器的环境数据EC输入端相连，若EC传感器监测的EC值小于或者等于预设第一EC阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向EC装置发出增加EC控制命令，当其EC传感器监测的EC值等于预设第二EC阈值时，预设第二EC阈值大于预设第一EC阈值，则EC装置停止工作；当其EC传感器监测的EC值大于或者等于预设第三EC阈值，预设第三EC阈值大于预设第二EC阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向加水装置发出加水控制命令，当其EC传感器监测的EC值等于预设第四EC阈值时，预设第四EC阈值小于预设第三EC阈值，且预设第四EC阈值大于预设第二EC阈值，则加水装置停止工作；

氨氮传感器的环境数据氨氮输出端与环境控制器的环境数据氨氮输入端相连，若氨氮传感器监测的氨氮值大于或者等于氨氮预设第一阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向加水装置发出加水控制命令，当其氨氮传感器监测的氨氮值等于氨氮预设第二阈值时，氨氮预设第二阈值小于氨氮预设第一阈值，加水装置停止工作；

或/和环境网络传输模块包括3G环境网络传输子模块、4G环境网络传输子模块、5G环境网络传输子模块、Zigbee环境网络传输子模块、WiFi环境网络传输子模块、LoRa环境网络传输子模块、NB-IoT环境网络传输子模块之一或者任一组合；

3G环境网络传输子模块的数据传输3G端与环境控制器的数据传输3G端相连，4G环境网络传输子模块的数据传输4G端与环境控制器的数据传输4G端相连，5G环境网络传输子模块的数据传输5G端与环境控制器的数据传输5G端相连，Zigbee环境网络传输子模块的数据传输Zigbee端与环境控制器的数据传输Zigbee端相连，WiFi环境网络传输子模块的数据传输WiFi端与环境控制器的数据传输WiFi端相连，LoRa环境网络传输子模块的数据传输LoRa端与环境控制器的数据传输LoRa端相连，NB-IoT环境网络传输子模块的数据传输NB-IoT端与环境控制器的数据传输NB-IoT端相连。其温度控制设备、制氧机和吸饵机可以集成在投饵机上，构成执行设备，功能更加完善。

在本发明的一种优选实施方式中，投饵机网络传输模块包括3G投饵机网络传输子模块、4G投饵机网络传输子模块、5G投饵机网络传输子模块、Zigbee投饵机网络传输子模块、WiFi投饵机网络传输子模块、LoRa投饵机网络传输子模块、NB-IoT投饵机网络传输子模块之一或者任一组合；

3G投饵机网络传输子模块的数据传输3G端与投饵机控制器的数据传输3G端相连，4G投饵机网络传输子模块的数据传输4G端与投饵机控制器的数据传输4G端相连，5G投饵机网络传输子模块的数据传输5G端与投饵机控制器的数据传输5G端相连，Zigbee投饵机网络传输子模块的数据传输Zigbee端与投饵机控制器的数据传输Zigbee端相连，WiFi投饵机网络传输子模块的数据传输WiFi端与投饵机控制器的数据传输WiFi端相连，LoRa投饵机网络传输子模块的数据传输LoRa端与投饵机控制器的数据传输LoRa端相连，NB-IoT投饵机网络传输子模块的数据传输NB-IoT端与投饵机控制器的数据传输NB-IoT端相连；

或/和还包括与摄像装置相连的视频网络传输模块，视频网络传输模块包括4G视频网络传输子模块、5G视频网络传输子模块、WiFi视频网络传输子模块之一或者任一组合；

4G视频网络传输子模块的数据传输4G端与摄像装置的数据传输4G端相连，5G视频网络传输子模块的数据传输5G端与摄像装置的数据传输5G端相连，WiFi视频网络传输子模块的数据传输WiFi端与摄像装置的数据传输WiFi端相连。

本发明还公开了一种智能投饲方法，如图3所示，包括以下步骤：

S1，调节摄像装置的拍摄角度；在本实施方式中，具体包括以下步骤：

第一步：投饵机控制器向第一驱动电机发送反转控制信号，第一拉力绳被放长，在第一弹簧和第二弹簧的作用下，连接杆伸长；若连接杆伸长后的总长度小于预设总长度，则投饵机控制器向第二驱动电机发送反转控制信号，第二拉力绳被放长，在第三弹簧和第四弹簧的作用下，连接杆继续伸长；直至连接杆伸长后的总长度等于其预设总长度；

第二步：投饵机控制器向第三驱动电机发送正转控制信号，在第三驱动电机动力旋转端的带动下，摄像机跟随旋转，使其达到预设旋转角度；

当其重量传感器监测到料斗内的料饵重量小于或者等于预设料饵重量时，投饵机控制器控制摄像装置位置复位，其具体步骤为：

投饵机控制器向第二驱动电机发送正转控制信号，第二拉力绳缩短，在第三弹簧和第四弹簧的作用下，连接杆缩短；当第二驱动电机正转圈数等于反转圈数时，投饵机控制器向第一驱动电机发送正转控制信号，第一拉力绳缩短，在第一弹簧和第二弹簧的作用下，连接杆继续缩短；当第一驱动电机正转圈数等于反转圈数时；连接杆回到初始位置；

第二步：投饵机控制器向第三驱动电机发送反转控制信号，当第三驱动电机反转圈数等于正转圈数时；摄像机回到初始位置。摄像装置位置复位后，投饵机控制器控制船体驶向料饵加料处增加料饵。

S2，管理中心对摄像装置拍摄的视频图像进行处理，确定其向投饵区域投放投饵量；

S3，投饵机控制器根据投饵量控制其投饵机向投饵区域投放。

在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S2中包括以下步骤：

S21，从视频图像中提取单帧图像，得到A幅单帧图像，所述A为大于或者等于2的正整数；

S22，对步骤S21中的A幅单帧图像进行单帧图像处理，得到其A幅单帧目标图像；

S23，获取其步骤S22中单帧目标图像中的统计数据，确定其剩余投饵量。

在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S21中，提取单帧图像得到A幅单帧图像的计算方法为：

其中，A表示单帧图像的总数量；

t_i表示摄像装置拍摄的第i段视频图像的时长；

T_i表示第i段视频图像的清晰度，即第i段视频图像每秒帧数；

I表示摄像装置拍摄视频图像段数；

分别依次为第1单帧图像、第2单帧图像、第3单帧图像、……、第A单帧图像，分别对应用P₁、P₂、P₃、……、P_A表示。

在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S22中包括以下步骤：

S221，将第A′单帧图像P_A′由色彩图像转换为灰度图像，所述A′为小于或者等于A的正整数；A为单帧图像的总数量；P_A′表示第A′单帧图像；其转换方法为：

其中，

表示第A′单帧图像P_A′的灰度值；

表示第A′单帧图像P_A′的色彩红色分量值的控制系数；

表示第A′单帧图像P_A′的色彩红色分量值；

表示第A′单帧图像P_A′的色彩绿色分量值的控制系数；

表示第A′单帧图像P_A′的色彩绿色分量值；

表示第A′单帧图像P_A′的色彩蓝色分量值的控制系数；

表示第A′单帧图像P_A′的色彩蓝色分量值；

S222，框选目标滞留时间，判断其框选目标滞留时间是否大于或者等于预设滞留时间：

若框选目标滞留时间大于或者等于预设滞留时间，将该目标忽略；

若框选目标滞留时间是否小于预设滞留时间，则继续标记该目标。

在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S222中包括以下步骤：

S2221，对选取的图像建立直角坐标系，选取图像上的任一像素点为坐标原点，以图像的宽为X轴，以选取图像的高为Y轴，得到图像上像素点的坐标值；

S2222，以方形框框选Q×Q大小的图像集，Q＝2Q′-1，Q′为大于或者等于1的正整数，且小于或者等于Q″，

Int()表示取整函数，M＝min(W，H)，min()表示取W、H中的较小值，W表示图像的宽度值，H表示图像的高度值；

S2223，判断其方形框框选的图像集的图像判断值是否在预设图像判断阈值范围内：

若方形框框选的图像集的图像判断值不在预设图像判断阈值范围内，则执行步骤S2224；

其图像判断值的计算方法：

其中，Z表示整数；

J_(x+m,y+n)表示在坐标点(x+m,y+n)的灰度值；

Q表示方形框框选值大小；

j表示图像判断值；

(x,y)表示方形框中的一点的坐标；

若方形框框选的图像集的图像判断值在预设图像判断阈值范围内，则J_(x,y)＝j；方形框框选下一目标，返回步骤S2223，直至目标框选完毕为止；

S2224，将J_(x+m,y+n)按照其从小到大的顺序依次排列表示为

J_q表示方形框框选的图像灰度值，q为大于或者等于1且小于或者等于Q²的正整数，

方形框框选下一目标，返回步骤S2223，直至目标框选完毕为止。

在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S23中剩余投饵量的计算方法为：

U_剩余表示剩余投饵量；e为自然底数。

κ表示调节比例系数，κ∈[0,0.27]；

ρ表示船体行进速度；

S表示待投饵区域面积；

s表示已投饵目标面积；

v表示计算误差值；v∈[0,0.045]；

表示喷洒器喷洒速度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种智能投饲系统，其特征在于，包括用于向待投饵区域投饵的投饵机，还包括设置在投饵机内的投饵机控制器和投饵机网络传输模块，投饵机网络传输模块的数据传输端与投饵机控制器的数据传输端相连，以及设置于水面下用于拍摄水面下投饵区域视频图像的摄像装置，管理中心根据摄像装置拍摄的图像视频控制其投饵机向投饵区域确定投饵量。

2.根据权利要求1所述的智能投饲系统，其特征在于，在待投饵区域还设置有用于监测环境状况的环境传感器，环境传感器的环境数据输出端与环境控制器的环境数据输入端相连，环境控制器的环境数据输出端与环境网络传输模块的数据传输端相连。

3.根据权利要求2所述的智能投饲系统，其特征在于，所述环境传感器包括溶氧传感器、温度传感器、PH传感器、EC传感器、氨氮传感器之一或者任意组合；

溶氧传感器的环境数据溶氧输出端与环境控制器的环境数据溶氧输入端相连，若溶氧传感器监测的溶氧值小于或者等于预设第一溶氧阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向产氧装置发出产氧控制命令，当其溶氧传感器监测的溶氧值等于预设第二溶氧阈值时，预设第二溶氧阈值大于预设第一溶氧阈值，则产氧装置停止工作；

温度传感器的环境数据温度输出端与环境控制器的环境数据温度输入端相连，若温度传感器监测的温度值小于或者等于预设第一温度阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向升降温装置发出升温控制命令，当其温度传感器监测的温度值等于预设第二温度阈值时，预设第二温度阈值大于预设第一温度阈值，则升降温装置停止工作；当其温度传感器监测的温度值大于或者等于预设第三温度阈值时，预设第三温度阈值大于预设第二温度阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向升降温装置发出降温控制命令，当其温度传感器监测的温度值等于预设第四温度阈值时，预设第四温度阈值小于预设第三温度阈值，且预设第四温度阈值大于预设第二温度阈值，则升降温装置停止工作；

PH传感器的环境数据PH输出端与环境控制器的环境数据PH输入端相连，若PH传感器监测的PH值小于或者等于PH预设第一阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向PH装置发出提高PH控制命令，当其PH传感器监测的PH值等于PH预设第二阈值时，PH预设第二阈值大于PH预设第一阈值，PH装置停止工作；当其PH传感器监测的PH值等于PH预设第三阈值，PH预设第三阈值大于PH预设第二阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向PH装置发出降低PH控制命令，当其PH传感器监测的PH值等于PH预设第四阈值时，PH预设第四阈值小于PH预设第三阈值，且PH预设第四阈值大于PH预设第二阈值，PH装置停止工作；

EC传感器的环境数据EC输出端与环境控制器的环境数据EC输入端相连，若EC传感器监测的EC值小于或者等于预设第一EC阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向EC装置发出增加EC控制命令，当其EC传感器监测的EC值等于预设第二EC阈值时，预设第二EC阈值大于预设第一EC阈值，则EC装置停止工作；当其EC传感器监测的EC值大于或者等于预设第三EC阈值，预设第三EC阈值大于预设第二EC阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向加水装置发出加水控制命令，当其EC传感器监测的EC值等于预设第四EC阈值时，预设第四EC阈值小于预设第三EC阈值，且预设第四EC阈值大于预设第二EC阈值，则加水装置停止工作；

氨氮传感器的环境数据氨氮输出端与环境控制器的环境数据氨氮输入端相连，若氨氮传感器监测的氨氮值大于或者等于氨氮预设第一阈值，则环境控制器通过环境网络传输模块传输给管理中心，由管理中心向加水装置发出加水控制命令，当其氨氮传感器监测的氨氮值等于氨氮预设第二阈值时，氨氮预设第二阈值小于氨氮预设第一阈值，加水装置停止工作；

或/和环境网络传输模块包括3G环境网络传输子模块、4G环境网络传输子模块、5G环境网络传输子模块、Zigbee环境网络传输子模块、WiFi环境网络传输子模块、LoRa环境网络传输子模块、NB-IoT环境网络传输子模块之一或者任一组合；

3G环境网络传输子模块的数据传输3G端与环境控制器的数据传输3G端相连，4G环境网络传输子模块的数据传输4G端与环境控制器的数据传输4G端相连，5G环境网络传输子模块的数据传输5G端与环境控制器的数据传输5G端相连，Zigbee环境网络传输子模块的数据传输Zigbee端与环境控制器的数据传输Zigbee端相连，WiFi环境网络传输子模块的数据传输WiFi端与环境控制器的数据传输WiFi端相连，LoRa环境网络传输子模块的数据传输LoRa端与环境控制器的数据传输LoRa端相连，NB-IoT环境网络传输子模块的数据传输NB-IoT端与环境控制器的数据传输NB-IoT端相连。

4.根据权利要求1所述的智能投饲系统，其特征在于，投饵机网络传输模块包括3G投饵机网络传输子模块、4G投饵机网络传输子模块、5G投饵机网络传输子模块、Zigbee投饵机网络传输子模块、WiFi投饵机网络传输子模块、LoRa投饵机网络传输子模块、NB-IoT投饵机网络传输子模块之一或者任一组合；

3G投饵机网络传输子模块的数据传输3G端与投饵机控制器的数据传输3G端相连，4G投饵机网络传输子模块的数据传输4G端与投饵机控制器的数据传输4G端相连，5G投饵机网络传输子模块的数据传输5G端与投饵机控制器的数据传输5G端相连，Zigbee投饵机网络传输子模块的数据传输Zigbee端与投饵机控制器的数据传输Zigbee端相连，WiFi投饵机网络传输子模块的数据传输WiFi端与投饵机控制器的数据传输WiFi端相连，LoRa投饵机网络传输子模块的数据传输LoRa端与投饵机控制器的数据传输LoRa端相连，NB-IoT投饵机网络传输子模块的数据传输NB-IoT端与投饵机控制器的数据传输NB-IoT端相连；

或/和还包括与摄像装置相连的视频网络传输模块，视频网络传输模块包括4G视频网络传输子模块、5G视频网络传输子模块、WiFi视频网络传输子模块之一或者任一组合；

4G视频网络传输子模块的数据传输4G端与摄像装置的数据传输4G端相连，5G视频网络传输子模块的数据传输5G端与摄像装置的数据传输5G端相连，WiFi视频网络传输子模块的数据传输WiFi端与摄像装置的数据传输WiFi端相连。

5.一种智能投饲方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，调节摄像装置的拍摄角度；

S2，管理中心对摄像装置拍摄的视频图像进行处理，确定其向投饵区域投放投饵量；

S3，投饵机控制器根据投饵量控制其投饵机向投饵区域投放。

6.根据权利要求5所述的智能投饲方法，其特征在于，在步骤S2中包括以下步骤：

S21，从视频图像中提取单帧图像，得到A幅单帧图像，所述A为大于或者等于2的正整数；

S22，对步骤S21中的A幅单帧图像进行单帧图像处理，得到其A幅单帧目标图像；

S23，获取其步骤S22中单帧目标图像中的统计数据，确定其剩余投饵量。

7.根据权利要求6所述的智能投饲方法，其特征在于，在步骤S21中，提取单帧图像得到A幅单帧图像的计算方法为：

其中，A表示单帧图像的总数量；

t_i表示摄像装置拍摄的第i段视频图像的时长；

T_i表示第i段视频图像的清晰度；

I表示摄像装置拍摄视频图像段数；

分别依次为第1单帧图像、第2单帧图像、第3单帧图像、……、第A单帧图像，分别对应用P₁、P₂、P₃、……、P_A表示。

8.根据权利要求6所述的智能投饲方法，其特征在于，在步骤S22中包括以下步骤：

S221，将第A′单帧图像P_A′由色彩图像转换为灰度图像，所述A′为小于或者等于A的正整数；A为单帧图像的总数量；P_A′表示第A′单帧图像；其转换方法为：

其中，

表示第A′单帧图像P_A′的灰度值；

表示第A′单帧图像P_A′的色彩红色分量值的控制系数；

表示第A′单帧图像P_A′的色彩红色分量值；

表示第A′单帧图像P_A′的色彩绿色分量值的控制系数；

表示第A′单帧图像P_A′的色彩绿色分量值；

表示第A′单帧图像P_A′的色彩蓝色分量值的控制系数；

表示第A′单帧图像P_A′的色彩蓝色分量值；

S222，框选目标滞留时间，判断其框选目标滞留时间是否大于或者等于预设滞留时间：

若框选目标滞留时间大于或者等于预设滞留时间，将该目标忽略；

若框选目标滞留时间是否小于预设滞留时间，则继续标记该目标。

9.根据权利要求8所述的智能投饲方法，其特征在于，在步骤S222中包括以下步骤：

S2221，对选取的图像建立直角坐标系，选取图像上的任一像素点为坐标原点，以图像的宽为X轴，以选取图像的高为Y轴，得到图像上像素点的坐标值；

S2222，以方形框框选Q×Q大小的图像集，Q＝2Q′-1，Q′为大于或者等于1的正整数，且小于或者等于Q″，

Int()表示取整函数，M＝min(W，H)，min()表示取W、H中的较小值，W表示图像的宽度值，H表示图像的高度值；

S2223，判断其方形框框选的图像集的图像判断值是否在预设图像判断阈值范围内：

若方形框框选的图像集的图像判断值不在预设图像判断阈值范围内，则执行步骤S2224；

其图像判断值的计算方法：

其中，Z表示整数；

J_(x+m,y+n)表示在坐标点(x+m,y+n)的灰度值；

Q表示方形框框选值大小；

j表示图像判断值；

若方形框框选的图像集的图像判断值在预设图像判断阈值范围内，则J_(x,y)＝j；方形框框选下一目标，返回步骤S2223，直至目标框选完毕为止；

S2224，将J_(x+m,y+n)按照其从小到大的顺序依次排列表示为

J_q表示方形框框选的图像灰度值，q为大于或者等于1且小于或者等于Q²的正整数，

方形框框选下一目标，返回步骤S2223，直至目标框选完毕为止。

10.根据权利要求6所述的智能投饲方法，其特征在于，在步骤S23中剩余投饵量的计算方法为：

U_剩余表示剩余投饵量；

κ表示调节比例系数，κ∈[0,0.27]；

ρ表示行进速度；

S表示待投饵区域面积；

s表示已投饵目标面积；

v表示计算误差值；v∈[0,0.045]；

表示喷洒速度。

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