CN113197139A - 一种基于图像识别的多种河蟹饲料自适应投饲装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开河蟹投饲装置领域中的一种基于图像识别的多种河蟹饲料自适应投饲装置，其包括投饲装置主体、称重传感器、PCL控制器、数字信号处理器、服务器、底部固定支架、摄像头、进料口和出料口，投饲装置主体的内部中间部位嵌入干饲料送料装置和湿饲料送料装置，干饲料送料装置内部嵌有一个搅拌仓，搅拌仓固定连接有搅拌杆，搅拌杆的外围外壁与搅拌仓的内部内壁相连，干饲料送料装置的两侧分别电性连接有两个第一送料电机，湿饲料送料装置内部包括输送平台、支撑杆和第二送料电机，本发明采用图像识别方式实现精准变量投饲，整个投饲过程智能化、精准化，设计了两种饲料传送方式，实现多种饲料均能投饲。
Description
技术领域
本发明涉及河蟹投饲装置技术领域，具体为一种基于图像识别的多种河蟹饲料自适应投饲装置。
背景技术
河蟹养殖业是我国渔业生产中发展最为迅速、最具特色、最具潜力的支柱产业，它在调整农村产业结构，促进农民增收过程中发挥了重要作用，提升了渔民生活水平。随着河蟹养殖业的迅猛发展，相关的投饲装置在国内外都得到了广泛的应用。
但河蟹养殖的投饲装置相比于其他水产养殖的投饲装置在自动化和精确度方面有所欠缺，现在市面上一些河蟹养殖的投饲装置功能单一，且无法满足均匀投饲的要求。在现在河蟹养殖中，我国主要采用人工投喂的方式，主要采用的投喂方式为人工撑船定点投喂。但这种定点投喂的方式缺少科学性，让发育不良的河蟹没有生存空间甚至引发斗争导致死亡。其主要问题有：相关投饲装置允许放入的饲料种类单一且投饲不均匀，无法满足不同时期河蟹对饵料需求；智能化程度低，严重依赖人工，导致养殖成本高，农民收益小。
因此结合河蟹养殖投饲的真实状况，如何设计一个满足不同种类饲料且能精准投饲的河蟹养殖自动化投饲装置，是我们目前要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是公开一种基于图像识别的多种河蟹饲料自适应投饲装置，该装置使用简便，装置简单，并且能有效解决人工投喂劳动强度大且不精准的问题，降低养殖成本，使农民收益增多。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：其包括投饲装置主体、称重传感器、PCL控制器、数字信号处理器、服务器、底部固定支架、摄像头、进料口和出料口，投饲装置主体的内部中间部位嵌入干饲料送料装置和湿饲料送料装置，干饲料送料装置内部嵌有一个搅拌仓，搅拌仓的一侧外壁与干饲料装置的内部内壁相连，搅拌仓和干饲料送料装置底部都有一个相同缺口，搅拌仓固定连接有搅拌杆，搅拌杆的外围外壁与搅拌仓的内部内壁相连，干饲料送料装置的两侧分别电性连接有两个第一送料电机，两个第一送料电机的一侧外壁分别与干饲料送料装置的两侧外壁相连；湿饲料送料装置内部包括输送平台、支撑杆和第二送料电机，输送平台的外侧外壁与支撑杆的顶部外壁相连，支撑杆的底部外壁与第二送料电机的输出轴外部外侧相连，第二送料电机的另一外侧外壁分别与湿饲料送料装置的外部外壁相连。
所述投饲装置主体的顶端中间部位连接有进料口，进料口的底部内壁固定连接有干湿传感器，所述投饲装置主体的内部上方部位连接有第四输送管和第五输送管，第四输送管和第五输送管的顶部外壁与投饲装置主体的顶部内壁相连，第四输送管的底部外壁与干饲料送料装置顶部外壁相连，第五输送管的底部外壁与湿饲料送料装置顶部外壁相连，
所述投饲装置主体的内部下方部位连接有第一输送管和第二输送管，第一输送管的顶部内壁与干饲料送料侧边外壁相连，第二输送管的顶部内壁与湿饲料送料底部外壁相连，所述投饲装置主体的内部下方部位嵌入一个抛料装置，抛料装置的抛料口的内部内壁与投饲装置主体的一侧外壁相连。
抛料装置包括抛料电机，抛料电机的外侧外壁与抛料装置的外侧外壁相连，抛料电机的输出轴套接有抛洒叶片，抛料装置的外部外壁与固定架顶部外侧相连，固定架的底部外侧与投饲装置主体的底部内测相连。
所述投饲装置主体底部外壁与称重传感器一侧外壁相连，称重传感器另一侧外壁与底部固定支架顶端外壁相连，外设的摄像头与数字信号处理器连接，数字信号处理器与服务器连接，服务器与PLC控制器连接，第一送料电机、第二送料电机、抛料电机、干湿传感器和称重传感器均与PLC控制器连接。
待投饲的干或湿饲料送进相对应的干饲料送料装置或湿饲料送料装置，同时摄像头实时采集河蟹的视频画面，并传递至数字信号处理器进行预处理，预处理后的清晰河蟹图像传递至服务器，服务器判断当前是否存在河蟹，根据判断结果向PLC控制器下发控制指令；当未检测到河蟹时，PLC控制器控制第一送料电机、第二送料电机和抛料装置停机，等待投饲；当检测到河蟹时，PLC控制器控制第一送料电机、第二送料电机和抛料装置匀速转动，向投饲区域均匀投放饲料。
本发明与已有技术相比，具有如下优点：
1、该投饲装置采用图像识别的方式，实现精准变量投饲。整个投饲过程更加智能化、精准化，无需人工参与，大大节省了人力物力，具体有较好的经济效益，提高水产养殖机械化程度和自动化水平。
2、现有投饲装置大部分只能投饲干饲料或者湿饲料，而河蟹生长过程中两种饲料都需求，而本装置设计了两种饲料传送方式，实现多种饲料均能投饲，相比其他投饲装置，功能更加强大。
3、该投饲装置内部嵌有一个搅拌仓，在干饲料进入干饲料送料装置前，搅拌仓和干饲料送料装置的缺口成180°角度，当干饲料进入搅拌仓后，送料电机控制搅拌杆快速旋转，将饲料搅拌均匀，另一送料电机控制搅拌仓缓慢旋转直至搅拌仓的缺口和干饲料送料装置的缺口相对应，使得干饲料传送至输送管，然后控制搅拌仓的缺口恢复原位，以此循环，可以使得饲料可以混合更加均匀，体现了投饲装置主体的高效性。
4、该投饲装置内部设置有干湿传感器和称重传感器，干湿传感器通过检测饲料的干湿程度控制输送管和输送管顶部的开关装置，将两种的饲料送进相对应的干饲料送料装置或湿饲料送料装置，这样将不同时期的河蟹的不同种类饲料分成两种并依次识别进入不同送料装置的方式，达到了传送多种饲料的目的，避免了资源浪费。同时称重传感器可以将检测到投饲装置内部的饲料剩余量的数据直接发送到服务器，作业人员可以实时检测到饲料剩余量，提高的投饲的精确度。
附图说明
图1本发明所述投饲装置的总体结构图；
图2图1所述投饲装置的侧视图；
图3图1中的干饲料送料装置的结构图；
图4图1中的湿饲料送料装置的结构图。
图中：1.摄像头，2.数字信号处理器，3.服务器，4.干湿传感器，5.进料口，6.开关装置，7.投饲装置主体，8.干饲料送料装置，9.湿饲料送料装置，10.第一输送管，11.第二输送管，12.抛洒叶片，13.抛料电机，14.第三输送管，15.称重传感器，16.底部固定支架，17.PLC控制器，18.抛料装置，19.第四输送管，20.第五输送管，21.出料口，101.搅拌仓，102.第一送料电机，103.搅拌杆，104.搅拌刀片，105.缺口，201.第二送料电机，202.输送平台，203.支撑杆，204.输出轴。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明。
参见图1至图4，本发明一种基于图像处理的适应多种河蟹饲料的投饲装置，包括投饲装置主体7、称重传感器15、PCL控制器17、数字信号处理器2、服务器3、底部固定支架16、摄像头1、进料口5和出料口21。所述投饲装置主体的内部中间部位嵌入两个送料装置，分别为干饲料送料装置8和湿饲料送料装置9，干饲料送料装置8内部嵌有一个搅拌仓101，搅拌仓101的一侧外壁与干饲料装置8的内部内壁相连，搅拌仓101和干饲料送料装置8底部都有一个相同缺口105。搅拌仓101的固定连接有搅拌杆103，搅拌杆103的外围外壁与搅拌仓101的内部内壁相连。干饲料送料装置8的两侧分别电性连接有两个YB2-112M-8型的第一送料电机102，两个第一送料电机102的一侧外壁分别与干饲料送料装置8的两侧外壁相连。湿饲料送料装置9内部包括输送平台202、支撑杆203和YB2-132S-8型号的第二送料电机201，输送平台202的外侧外壁与支撑杆203的顶部外壁相连，支撑杆203的底部外壁与第二送料电机201的输出轴204外部外侧相连，第二送料电机201的另一外侧外壁分别与湿饲料送料装置9的外部外壁相连，所述投饲装置主体7的顶端中间部位连接有进料口5，进料口5的底部内壁与投饲装置主体7的顶部外壁相连，进料口5的底部内壁固定连接有干湿传感器4，干湿传感器4的一侧外壁与进料口5的底部内壁相连，所述投饲装置主体7的内部上方部位连接有第四输送管19和第五输送管20，第四输送管19和第五输送管20的顶部外壁与投饲装置主体7的顶部内壁相连，第四输送管19的底部外壁与干饲料送料装置8顶部外壁相连，第五输送管20的底部外壁与湿饲料送料装置9顶部外壁相连，所述投饲装置主体7的内部下方部位连接有第一输送管10和第二输送管11，第一输送管10的顶部内壁与干饲料送料侧边外壁相连，第二输送管11的顶部内壁与湿饲料送料底部外壁相连，所述投饲装置主体7的内部下方部位嵌入一个抛料装置18，抛料装置18的抛料口的内部内壁与投饲装置主体7的一侧外壁相连，抛料装置18包括YB2-132M-8型的抛料电机13，抛料电机13的外侧外壁与抛料装置18的外侧外壁相连，抛料电机13的输出轴套接有抛洒叶片12，抛料装置18的外部外壁与固定架16顶部外侧相连，固定架16的底部外侧与投饲装置主体7的底部内测相连，所述投饲装置主体7底部外壁与称重传感器15一侧外壁相连，称重传感器15另一侧外壁与底部固定支架16顶端外壁相连，抛料电机13和称重传感器15之间连接第三输送管14，所述投饲装置外设的摄像头1与数字信号处理器2连接，数字信号处理器2与服务器3连接，服务器3与PLC控制器17连接，投饲装置中的第一送料电机102、第二送料电机201、抛料电机13、干湿传感器4和称重传感器15均与PLC控制器17连接。
参见图1至图4，摄像头1实时采集河蟹的视频画面，并传递至数字信号处理器2进行预处理，预处理后的清晰河蟹图像传递至服务器3，服务器3采用YOLO v3算法输出特征图，并将该图输入至河蟹判别模型中，判断当前是否存在河蟹，根据判断结果向PLC控制器17下发控制指令；当未检测到河蟹时，PLC控制器17控制第一送料电机102、第二送料电机201和抛料电机13停机，等待投饲；当检测到河蟹时，PLC控制器17控制第一送料电机102、第二送料电机201和抛料电机13匀速转动，向投饲区域均匀投放饲料，同时称重传感器15将检测到投饲装置内部的饲料剩余量的数据直接发送到服务器3，作业人员可以实时检测到饲料剩余量，使得投饲更加精准。
参见图1，进料口5的底部内壁固定连接有干湿传感器4，干湿传感器4的一侧外壁与进料口5的底部内壁相连，干湿传感器4通过检测饲料的干湿程度控制第四输送管19和第五输送管20顶部的开关装置6，将两种的饲料送进相对应的干饲料送料装置8或湿饲料送料装置9，这样将不同时期的河蟹的不同种类饲料分成两种并依次识别进入不同送料装置的方式，达到了传送多种饲料的目的，避免了资源浪费。
参见图3和图4，干饲料送料装置8内部嵌有一个搅拌仓101，搅拌仓101和干饲料送料装置8底部都有一个相同缺口105，搅拌仓的固定连接有搅拌杆103，干饲料送料装置8的两侧分别电性连接有两个第一送料电机102，一个第一送料电机102控制搅拌杆103的转动，一个第一送料电机102控制搅拌仓101的转动，在干饲料进入干饲料送料装置8前，搅拌仓101和干饲料送料装置8的缺口成180°角度，当干饲料进入搅拌仓101后，送料电机102控制搅拌杆103快速旋转，将饲料搅拌均匀，另一送料电机102控制搅拌仓101缓慢旋转直至搅拌仓101的缺口105和干饲料送料装置8的缺口105相对应，使得干饲料传送至输送管10，然后控制搅拌仓101的缺口105恢复原位，以此循环，可以使得饲料混合更加均匀。湿饲料送料装置9内部包括输送平台202、支撑杆203和第二送料电机201，当湿饲料进入到输送平台202后，第二送料电机201控制支撑杆203开始转动，将湿饲料传送至第二输送管11，并可以通过调节输送平台202的高低来改变湿饲料的传送量，这样在达到了传送湿饲料目的的同时又可以精准控制传送量的多少。
结合图1至图4简述本发明装置的具体工作流程：
首先，将待投饲的干或湿饲料加入到进料口5，干湿传感器4通过检测饲料的干湿程度控制输送管19和输送管20顶部的开关装置6，将两种的饲料送进相对应的干饲料送料装置8或湿饲料送料装置9，同时摄像头1实时采集河蟹的视频画面，并传递至数字信号处理器2进行预处理，预处理后的清晰河蟹图像传递至服务器3，服务器3采用YOLO v3算法输出特征图，并将该图输入至河蟹判别模型中，判断当前是否存在河蟹，根据判断结果向PLC控制器17下发控制指令；当未检测到河蟹时，PLC控制器17控制第一送料电机102、第二送料电机201和抛料电机13停机，等待投饲；当检测到河蟹时，PLC控制器17控制第一送料电机102、第二送料电机201和抛料电机13匀速转动，向投饲区域均匀投放饲料，同时称重传感器15将检测到投饲装置内部的饲料剩余量的数据直接发送到服务器3，作业人员可以实时检测到饲料剩余量，使得投饲更加精准。接着，假设图像识别到河蟹，如果干湿传感器4的检测结果是干饲料，那么在干饲料进入干饲料送料装置8前，搅拌仓101和干饲料送料装置8的缺口105先成180°角度，当干饲料进入搅拌仓101后，送料电机102控制搅拌杆103快速旋转，将饲料搅拌均匀，另一送料电机102控制搅拌仓101缓慢旋转直至搅拌仓101的缺口105和干饲料送料装置8的缺口105相对应，使得干饲料传送至输送管10，然后控制搅拌仓101的缺口105恢复原位；如果干湿传感器4的检测结果是湿饲料，当湿饲料进入到湿饲料送料装置9的输送平台202后，送料电机201控制支撑杆203开始转动，将湿饲料传送至第二输送管11。最后，干饲料或者湿饲料通过第一输送管10或第二输送管11进入抛料装置，抛料电机13的输出轴带动抛洒叶片12一起转动，将干饲料或湿饲料均匀的从出料口21抛撒出。
Claims (6)
1.一种基于图像识别的多种河蟹饲料自适应投饲装置，包括投饲装置主体(7)、称重传感器(15)、PCL控制器(17)、数字信号处理器(2)、服务器(3)、底部固定支架(16)、摄像头(1)、进料口(5)和出料口(21)，其特征是：投饲装置主体(7)的内部中间部位嵌入干饲料送料装置(8)和湿饲料送料装置(9)，干饲料送料装置(8)内部嵌有一个搅拌仓(101)，搅拌仓(101)的一侧外壁与干饲料装置(8)的内部内壁相连，搅拌仓(101)和干饲料送料装置(8)底部都有一个相同缺口(105)，搅拌仓(101)固定连接有搅拌杆(103)，搅拌杆(103)的外围外壁与搅拌仓(101)的内部内壁相连，干饲料送料装置(8)的两侧分别电性连接有两个第一送料电机(102)，两个第一送料电机(102)的一侧外壁分别与干饲料送料装置(8)的两侧外壁相连；湿饲料送料装置(9)内部包括输送平台(202)、支撑杆(203)和第二送料电机(201)，输送平台(202)的外侧外壁与支撑杆(203)的顶部外壁相连，支撑杆(203)的底部外壁与第二送料电机(201)的输出轴(204)外部外侧相连，第二送料电机(201)的另一外侧外壁分别与湿饲料送料装置(90的外部外壁相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的多种河蟹饲料自适应投饲装置，其特征是：所述投饲装置主体(7)的顶端中间部位连接有进料口(5)，进料口(5)的底部内壁固定连接有干湿传感器(4)，所述投饲装置主体(7)的内部上方部位连接有第四输送管(19)和第五输送管(20)，第四输送管(19)和第五输送管(20)的顶部外壁与投饲装置主体(7)的顶部内壁相连，第四输送管(19)的底部外壁与干饲料送料装置(8)顶部外壁相连，第五输送管(20)的底部外壁与湿饲料送料装置(9)顶部外壁相连。
3.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的多种河蟹饲料自适应投饲装置，其特征是：所述投饲装置主体(7)的内部下方部位连接有第一输送管(10)和第二输送管(11)，第一输送管(10)的顶部内壁与干饲料送料侧边外壁相连，第二输送管(11)的顶部内壁与湿饲料送料底部外壁相连，所述投饲装置主体(7)的内部下方部位嵌入一个抛料装置(18)，抛料装置(18)的抛料口的内部内壁与投饲装置主体(7)的一侧外壁相连。
4.根据权利要求3所述的一种基于图像识别的多种河蟹饲料自适应投饲装置，其特征是：抛料装置(18)包括抛料电机(13)，抛料电机(13)的外侧外壁与抛料装置(18)的外侧外壁相连，抛料电机(13)的输出轴套接有抛洒叶片(12)，抛料装置(18)的外部外壁与固定架(16)顶部外侧相连，固定架(16)的底部外侧与投饲装置主体(7)的底部内测相连。
5.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的多种河蟹饲料自适应投饲装置，其特征是：所述投饲装置主体(7)底部外壁与称重传感器(15)一侧外壁相连，称重传感器(15)另一侧外壁与底部固定支架(16)顶端外壁相连，外设的摄像头(1)与数字信号处理器(2)连接，数字信号处理器(2)与服务器(3)连接，服务器(3)与PLC控制器(17)连接，第一送料电机(102)、第二送料电机(201)、抛料电机(13)、干湿传感器(4)和称重传感器(15)均与PLC控制器(17)连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的多种河蟹饲料自适应投饲装置，其特征是：待投饲的干或湿饲料送进相对应的干饲料送料装置(8)或湿饲料送料装置(9)，同时摄像头(1)实时采集河蟹的视频画面，并传递至数字信号处理器(2)进行预处理，预处理后的清晰河蟹图像传递至服务器(3)，服务器(3)判断当前是否存在河蟹，根据判断结果向PLC控制器(17)下发控制指令；当未检测到河蟹时，PLC控制器(17)控制第一送料电机(102)、第二送料电机(201)和抛料装置(18)停机，等待投饲；当检测到河蟹时，PLC控制器(17)控制第一送料电机(102)、第二送料电机(201)和抛料装置(18)匀速转动，向投饲区域均匀投放饲料。
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