CN116018064A - 用于驱逐食鱼捕食者的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于将一个或多个食鱼捕食者(4)从海洋、峡湾、河流或湖泊内的含鱼区域(6)驱逐出去的方法和系统，其中在含鱼区域(6)的边界处和/或在含鱼区域(6)的边界附近提供一个或多个食鱼捕食者(4)中的捕食者(18)的移动图像。

Description

用于驱逐食鱼捕食者的方法和系统

技术领域

本公开涉及用于将一个或多个食鱼捕食者(fish eating predator)从海洋、峡湾、河流或湖泊内的含鱼区域驱逐出去的方法和系统。尤其涉及这样的方法，并且其中在含鱼区域的边界处和/或在含鱼区域的边界附近提供一个或多个食鱼捕食者的捕食者的移动图像。本公开还涉及被配置成提供这种移动图像的系统。

背景技术

鳍足类动物(诸如海狮、海豹和南极海豹)是臭名昭著的三文鱼捕食者，并且正在全球范围内变得越来越多。

例如，南海狮(南美海狮)生活在智利海岸，其数量估计有165000只。根据最近在智利北部和南部进行的调查，二十世纪中叶的海豹数量大幅下降的时期正在恢复。狩猎的减少、有耳海豹(otariids)数量的快速增长、自然保护区的立法、以及新的食物资源都是这种恢复的原因。

一个主要的新的食物资源来自近海人工养鱼，如鲑鱼。不幸的是，这造成了一个恼人的情况。举例来说，在海狮的自然栖息地中，装有数千条密集鱼类的海笼极易成为凶猛的捕食者(如海狮、海豹和南极海豹)的猎物，从而导致生产力损失。

据报道，南美海狮(南海狮)经常袭击鲑鱼养殖场(见Buschmann等人；ICES海洋科学杂志，第63卷，第7期，2006年，第1338-1345页)。

一般来说，不允许捕猎(杀死)海豹、海狮和南极海豹，因此需要采取其他措施(如坚固的围栏)，以将它们挡在装有鱼的海笼之外。然而，仍然损失了大量产量，并对海笼造成损害。

此外，海笼周围的鳍足类动物的存在可以干扰鱼类，并导致鱼群紧张，这负面地影响生产力。

US 2018/0263237 A1公开了一种将水生哺乳动物驱逐出水域的系统和方法。该系统利用扬声器将捕食者的声音传送到水域中，以将哺乳动物驱逐出该区域，并阻止哺乳动物返回该区域。该系统包括定时器模块，该定时器模块被编程为以一定的时间延迟重复传送捕食者的声音。通过利用捕食者声音的周期性间隔，该系统和方法防止哺乳动物变得适应捕食者声音，从而在长时间段内保持系统的有效性。

然而，发明人已经发现，这种系统和方法的有效性可以显著改善。

发明内容

因此，本公开的一个方面涉及一种用于将一个或多个食鱼捕食者从海洋、峡湾、河流或湖泊内的含鱼区域驱逐出去的方法。该方法包括在含鱼区域的边界处和/或在含鱼区域的边界附近提供一个或多个食鱼捕食者的捕食者的移动图像。

本公开的另一个方面涉及一种水产养殖系统，其被配置为将一个或多个食鱼捕食者从含鱼区域驱逐出去。该系统包括用于将鱼保持在海洋、峡湾、河流或湖泊内的含鱼区域内的一个或多个围栏，以及用于在所述含鱼区域的边界处和/或附近提供一个或多个食鱼捕食者的捕食者的移动图像的图像提供系统。

这种方法和这种系统的优点在于，移动图像在吓跑一个或多个食鱼捕食者方面非常有效。移动图像即针对一个或多个食鱼捕食者的视觉系统，该视觉系统通常非常敏感。因此，移动图像对一个或多个食鱼捕食者产生了非常强烈的暗示，即它们被捕食，并且其生命处于危险之中。此外，发明人已经发现，与例如声音或单一静止图像相比，可以更容易地防止食鱼捕食者习惯于这种移动图像。这种习惯是不希望的，因为这将意味着一个或多个食鱼捕食者不再被吓跑和被驱逐。应当领会，移动图像天生适合于防止这种习惯。也就是说，可以容易地改变移动图像，以便使一个或多个食鱼捕食者吃惊。例如，可以改变移动图像，使得示出另一种类型的捕食者。在另一个示例中，所描绘的捕食者的大小可以突然增加，由此产生一个暗示：一个或多个食鱼捕食者的捕食者正在接近一个或多个食鱼捕食者。通常，术语“移动图像”可以表示移动或改变位置/取向的静止图像(固定内容)，或者在固定位置提供的动态图像(改变内容)，或者另外还移动或改变位置/取向。原则上，食鱼捕食者越吃惊，不期望的习惯就将越不可能发生。因此，上述方法和系统在从海洋、峡湾、河流或湖泊内的含鱼区域驱逐食鱼捕食者方面非常有效。

该系统和方法的另外的重要优点是它们在昏暗/黑暗条件下也是有效的。相比之下，如果物体被用作虚拟捕食者，那么在黑暗的情况下，食鱼捕食者将看不到这些。

此外，所提供的图像可以容易地适应含鱼区域的边界处的当前环境条件。例如，当水浑浊时，用于提供移动图像的光强度可以增加，或者当水非常清澈时，用于提供移动图像的光强度可以减小。

水产养殖系统可以是养鱼系统。

含鱼区域例如是峡湾，并且所述边界位于峡湾的入口处，即公海和峡湾之间的边界处。在这种情况下，峡湾可以包括一个或多个围栏(例如海笼)，用于将鱼保持在峡湾中分别封闭的一个或多个区域内。这样，一个或多个围栏被配置成将鱼保持在峡湾内，即在含鱼区域内。因此，可以在峡湾和公海之间的边界处提供移动图像(并且图像提供系统可以被配置成这样做)。含鱼区域通常是海洋、峡湾、河流或湖泊内的一个体积。

水产养殖系统也可以是鱼围栏。在这种情况下，含鱼区域可以理解为被鱼围栏包围的区域，并且通常含鱼区域的边界由鱼围栏的一个或多个屏障形成，所述一个或多个屏障被配置为将鱼保持在包围区域内。因此，可以在这些一个或多个屏障处和/或附近提供移动图像，并且图像提供系统可以被配置成这样做。

移动图像优选在水下提供。如果食鱼捕食者在所述边界处和/或在所述边界附近和/或接近所述边界，则移动图像优选可被食鱼捕食者观察到。在边界处和/或附近提供移动图像可以被理解为使得如果移动图像确实惊吓了一个或多个食鱼捕食者，则移动图像被设置在防止一个或多个食鱼捕食者越过边界进入含鱼区域的位置。移动图像也可以被称为视频。

在一个具体的示例中，鱼是养在养鱼场的海笼中的鲑鱼，并且一个或多个食鱼捕食者是海豹。那么，一个或多个食鱼捕食者中的捕食者可能是虎鲸。因此，在这种情况下，在含鱼区域的边界处和/或在含鱼区域的边界附近提供虎鲸的移动图像。

一个或多个食鱼捕食者可以是鳍足类动物。鳍足类动物是肉食性、鳍足的、半鸟类海洋哺乳动物。鳍足类动物的示例是海豹、海狮和海象。海豹的一些示例是环斑海豹、贝加尔海豹、里海海豹、大齿斑海豹、斑海豹、灰海豹、带纹海豹、竖琴海豹、带帽海豹、髯海豹、威德尔海豹、豹海豹、食蟹海豹、罗斯海豹、南象海豹、北象海豹、地中海僧海豹、夏威夷僧海豹、南极海狗、瓜达卢佩海狗、胡安费尔南德斯海狗、加拉帕戈斯海狗、新澳海狗、幅北毛皮海狮、棕色海狗、北方海狗。海狮的一些示例是澳大利亚海狮、新西兰海狮、南美海狮、加利福尼亚海狮、加拉帕戈斯海狮、日本海狮、斯特勒海狮。

应当领会，提供食鱼捕食者的捕食者的侧影的图像可以被认为是提供食鱼捕食者的捕食者的图像。

在该方法的一个实施例中，提供移动图像包括连续提供一个或多个食鱼捕食者的捕食者的一系列静止图像，使得产生一个印象，即一个或多个食鱼捕食者的捕食者正在移动。

在该系统的一个实施例中，图像提供系统被配置成通过连续提供一个或多个食鱼捕食者的捕食者的一系列静止图像来提供所述移动图像，使得产生一个或多个食鱼捕食者的捕食者正在移动的印象。

在该方法的实施例中，提供所述移动图像包括将移动图像投影在所述边界处和/或附近的表面上。

在该系统的实施例中，图像提供系统包括投影系统，用于将移动图像投影在所述边界处和/或在所述边界附近的表面上。

该实施例在可以提供移动图像的位置方面提供了很大的灵活性。这与使用发光显示器形成对比，其中，当然，图像只可以在发光显示器处提供。

在该方法的一个实施例中，投影移动图像包括在所述边界处和/或在所述边界附近的投影屏幕上投影移动图像，和/或包括在所述边界处和/或在所述边界附近在所述海洋、峡湾、河流或湖泊的底部上投影移动图像。

在该系统的一个实施例中，投影系统被配置成将移动图像投影在所述海洋、峡湾、河流或湖泊的底部上，和/或其中一个或多个围栏包括投影屏幕，其中投影系统被配置成将移动图像投影在所述投影屏幕上。

分别在方法和系统的这些实施例中，投影屏幕可以是鱼围栏的屏障。举例来说，例如海笼或海洋围栏或网围栏的网格可以用作投影屏幕。因此，投影屏幕可以是这样的网格。这是有利的，因为不需要在含鱼区域的边界处和/或在含鱼区域的边界附近安装单独的滤网。

在该方法的实施例中，使用第一波长或波长范围的光来投影所述移动图像。这种实施例可以包括在所述投影的移动图像处和/或附近投影不同于第一波长或波长范围的第二波长或波长范围的光，用于使包含在所述含鱼区域中的鱼的所投影的移动图像失真。

在水产养殖系统的一个实施例中，投影系统被配置成使用第一波长或波长范围的光来投影移动图像，并且被配置成在所述投影的移动图像处和/或附近投影不同于第一波长或波长范围的第二波长或波长范围的光，用于使所述含鱼区域中包含的鱼的所投影的移动图像失真。

有利的是，这些实施例减少了包含在含鱼区域中的鱼所经受的压力，因为鱼的失真。典型地，一个或多个食鱼捕食者的捕食者本身也是包含在含鱼区域中的鱼的捕食者。因此，如果含鱼区域内的鱼将能够看到这种捕食者的移动图像，那么它们可能因此而感到压力。优选防止鱼的这种压力，因为它会妨碍鱼的生长和发育，这可能降低养鱼场的产量。

非哺乳动物脊椎动物(如鱼)通常比哺乳动物有更复杂的色觉系统。注意，一个或多个食鱼捕食者通常是适应弱光视觉的海洋哺乳动物。通常，因为这种哺乳动物只有一个锥体(是单色的)，所以它们只能感知光强度，并且不能区分光的颜色。因此，使鱼的移动图像失真的一种方法是将不同颜色的低强度光投影到捕食者的移动图像上。这里，低强度的光可以用于尽可能少地使食鱼捕食者的移动图像失真，而不同的颜色可以用于使鱼的移动图像失真，使得鱼不能察觉捕食者。

在该实施例中，可以使用第二波长或波长范围的光将另一图像(例如另一移动图像)投影在移动图像上。该另一个图像例如是一个或多个动物的图像，所述一个或多个动物对包含在含鱼区域中的鱼没有威胁。然而，第二波长或波长范围的光也可以用于在移动图像之上的移动图像之上投影模糊点。

包含在所述鱼容器中的鱼的眼睛对第二波长或波长范围的光比对第一波长或波长范围的光更敏感。

不同于另一个波长范围的一个波长范围可以被理解为不重叠的波长范围，因为不存在同时存在于两个波长范围中的波长。替代地，不同于另一个波长范围的一个波长范围可以被理解为包含另一个波长范围中不存在的波长的一个波长范围。

在该方法的实施例中，提供所述移动图像包括在位于所述边界处和/或附近的发光显示设备上呈现移动图像。

在该系统的实施例中，图像提供系统包括用于显示移动图像的发光显示设备。

该方法和系统各自的这些实施例的优点分别在于可以精确地控制实际提供的图像。这与例如投影图像形成对比，该投影图像可能由于投影系统和图像要被投影的位置之间的挡光元件而失真。从这个意义上说，这些实施例非常适合在图像投影可能有麻烦的浑浊水中使用。

使用发光显示器的另一个优点是，它可以容易地被引导远离含鱼区域中的鱼。这防止了鱼受到发光显示设备上提供的图像的压力。

在一个实施例中，该方法还包括：检测所述含鱼区域附近的一个或多个食鱼捕食者；并且基于检测所述含鱼区域附近的一个或多个食鱼捕食者，提供在所述边界处和/或在所述边界附近的一个或多个食鱼捕食者的捕食者的移动图像。

在一个实施例中，水产养殖系统还包括用于检测靠近或接近所述区域的一个或多个食鱼捕食者的检测系统、和数据处理系统。数据处理系统适于从检测系统接收一个或多个信号，该一个或多个信号指示一个或多个食鱼捕食者是否靠近或接近所述区域，并且适于基于接收到的一个或多个信号，使图像提供系统在所述含鱼区域的边界处和/或附近提供一个或多个食鱼捕食者的捕食者的移动图像。

该方法和系统各自的这些实施例的优点分别在于，仅在必要时——即当存在需要被驱逐的食鱼捕食者时——才提供图像。因此，这些实施例是节能的。

在该方法的一个实施例中，检测所述含鱼区域附近的一个或多个食鱼捕食者包括检测含鱼区域内的一条或多条鱼的行为，该行为指示一个或多个食鱼捕食者正在靠近或接近所述含鱼区域。

在水产养殖系统的一个实施例中，检测系统被配置成检测含鱼区域内的一条或多条鱼的行为，该行为指示一个或多个食鱼捕食者正在靠近或接近所述含鱼区域。

该方法和系统各自的这些实施例的优点在于，它们不需要安装指向含鱼区域外部的检测器。通常，养鱼场已经安装了用于监测鱼的检测器，并且这些实施例允许使用这些检测器来基于监测笼内的鱼的行为来检测含鱼区域附近的一个或多个食鱼捕食者。

例如，一个或多个相机可以用来监测含鱼区域内的鱼的行为。因此，检测系统可以包括一个或多个相机，所述一个或多个相机被配置成捕获含鱼区域内的鱼的图像。

在一个实施例中，该方法还包括在所述边界处和/或在所述边界附近提供声音信号，其中该声音信号类似于由一个或多个食鱼捕食者中的捕食者产生的声音信号，和/或类似于由处于危险中(例如受到更高级捕食者的攻击)的食鱼捕食者产生的声音信号。

在一个实施例中，水产养殖系统还包括声音供应系统，该声音供应系统被配置成在所述边界处和/或在所述边界附近提供声音信号，其中声音信号类似于由一个或多个食鱼捕食者的捕食者产生的声音信号。声音信号可以附加地或替代地类似于由处于危险中(例如受到更高级捕食者的攻击)的食鱼捕食者所产生的声音信号。

该方法和系统各自的这些实施例的优点在于，它们向一个或多个食鱼捕食者提供了一个或多个食鱼捕食者的捕食者存在的更强的提示，这使得这些实施例在驱逐一个或多个食鱼捕食者方面甚至更加有效。

优选地，声音信号被引导远离含鱼区域中的鱼，并且优选地，声音供应系统被配置成引导声音信号远离含鱼区域中的鱼。这至少在某种程度上防止了声音信号压迫含鱼区域中的鱼。

在一个实施例中，该方法还包括监测根据前述权利要求中任一项所述的方法在将一个或多个食鱼捕食者从含鱼区域驱逐出去中的有效性。在此，监测有效性包括重复地(例如连续地)监测一个或多个食鱼捕食者是否在含鱼区域的边界处和/或在含鱼区域的边界附近和/或接近含鱼区域的边界。在该实施例中，该方法还包括确定有效性低于期望的有效性水平，并且基于该确定，可选地代替所述移动图像，提供在边界处和/或在边界附近的一个或多个食鱼捕食者的捕食者的另外的移动图像。

在水产养殖系统的一个实施例中，数据处理系统适于基于来自如本文所述的检测系统的信号，通过基于来自检测系统的信号重复地(例如连续地)监测一个或多个食鱼捕食者是否在含鱼区域的边界处和/或在含鱼区域的边界附近和/或接近含鱼区域的边界，来监测系统将一个或多个食鱼捕食者从含鱼区域驱逐出去的有效性。这里，数据处理系统还被配置为确定有效性低于期望的有效性水平，并且被配置为基于该确定，使得图像提供系统可选地提供边界处和/或边界附近的一个或多个食鱼捕食者的捕食者的另外的移动图像，而不是所述移动图像。

这些实施例使得该方法和系统保持有效。如果一个或多个食鱼捕食者已经变得习惯于移动图像，那么另外的移动图像可以产生令人惊讶的效果，这可能再次吓跑它们。

该另外的图像可以是食鱼捕食者的另一个捕食者的图像。为了说明，首先在边界处提供虎鲸的移动图像。一旦数据处理系统的有效水平下降到最低水平以下，除了虎鲸的移动图像之外或者代替虎鲸的移动图像，可以提供鲨鱼的另外的移动图像。

然而，该另外的图像也可以是具有不同特性的同一捕食者的图像。该另外的移动图像可以例如简单地大于初始提供的移动图像。

在边界处和/或在边界附近和/或接近边界的一个或多个食鱼捕食者的数量可以被重复计数或估计。

在一个实施例中，该方法还包括使用机器学习算法，该机器学习算法被配置成基于输入数据来确定要在所述边界处和/或在所述边界附近提供的移动图像，其中输入数据为多个已经提供的移动图像指示各自测量的有效性水平。

在一个实施例中，水产养殖系统包括适于执行机器学习算法的数据处理系统，该机器学习算法被配置成基于输入数据确定将在所述边界处和/或在所述边界附近提供的移动图像，其中输入数据为多个已经提供的移动图像指示各自测量的有效性水平。

该方法和系统各自的这些实施例的优点在于，它们能够连续搜索要提供的最有效的移动图像，优选地以自动方式。

优选地，输入数据还包括表示环境参数的信息。

本公开的一个方面涉及一种计算机程序，该计算机程序包括使如本文所述的水产养殖系统的实施例执行如本文所述的方法的实施例的指令。

本公开的一个方面涉及其上已经存储有这种计算机程序的计算机可读介质。

如本领域技术人员将领会的，本发明的诸方面可以体现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的诸方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或组合软件和硬件方面的实施例的形式，所述软件和硬件方面在本文中通常都可以被称为“电路”、“模块”或“系统”。本公开中描述的功能可以实施为由计算机的处理器/微处理器执行的算法。此外，本发明的诸方面可以采取在一种或多种计算机可读介质中体现的计算机程序产品的形式，该一种或多种计算机可读介质具有在其上体现(例如，存储)的计算机可读程序代码。

可以利用一种或多种计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于：电子、磁、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备，或前述的任何适合组合。计算机可读存储介质的更具体示例可以包括但不限于以下：具有一条或多条导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式致密盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、磁存储设备、或前述的任何适合组合。在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是任何有形介质，其可以包含或存储由指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合使用的程序。

计算机可读信号介质可以包括传播的数据信号，该信号具有体现在其中(例如，在基带中或作为载波的一部分)的计算机可读程序代码。这种传播的信号可以采取各种形式中的任何一种，包括但不限于电磁、光学、或其任何适合的组合。计算机可读信号介质可以是任何计算机可读介质，其不是计算机可读存储介质，并且其可以传达、传播或输送由指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合使用的程序。

在计算机可读介质上体现的程序代码可以使用任何适当的介质——包括但不限于无线、有线、光纤、线缆、RF等，或前述的任何适合组合——来传送。用于实行本发明的诸方面的操作的计算机程序代码可以以一种或多种编程语言的任何组合来编写，该一种或多种编程语言包括面向对象的编程语言(诸如Java(TM)、Smalltalk、或C++等)和常规的过程性编程语言(诸如“C”编程语言或相似的编程语言)。程序代码可以完全在用户的计算机上执行、部分地在用户的计算机上执行、作为独立的软件包执行、部分地在用户的计算机上并且部分地在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种场景下，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户的计算机，或者可以与外部计算机进行连接(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)。

下面参照根据本发明的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图示和/或框图来描述本发明的诸方面。将要理解，流程图示和/或框图的每个框以及流程图示和/或框图中的框的组合可以通过计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机、或其他可编程数据处理装置的处理器，特别是微处理器或中央处理单元(CPU)，以产生机器，使得经由计算机的处理器、其他可编程数据处理装置、或其他设备执行的指令创建用于实施流程图和/或一个或多个框图框中指定的功能/动作的装置。

这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读介质中，该计算机可读介质可以指导计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备以特别的方式运转，使得存储在所述计算机可读介质中的指令产生制品，该制品包括实施流程图和/或一个或多个框图框中指定的功能/动作的指令。

计算机程序指令还可以加载到计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上，以使一系列操作步骤在计算机、其他可编程装置、或其他设备上执行，以产生计算机实施的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实施流程图和/或一个或多个框图框中指定的功能/动作的过程。

各图中的流程图和框图图示了根据本发明的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实施方式的架构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每个框可以表示代码的模块、段或部分，其包括用于实施指定的(多个)逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意，在一些替代实施方式中，框中所述的功能可以不按照图中所述的顺序出现。例如，连续示出的两个框事实上可以基本上同时执行，或者有时可以以相反的顺序执行这些框，这取决于所涉及的功能。还将注意，框图和/或流程图示的每个框以及框图和/或流程图示中的框的组合可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统、或者专用硬件和计算机指令的组合来实施。

此外，提供了用于实行本文所描述的方法的计算机程序，以及存储该计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质。计算机程序可以例如被下载(更新)到现有数据处理系统，或者在制造这些系统时被存储。

除非以其他方式明确说明，否则针对特定实施例或关于特定实施例讨论的元件和方面可以适当地与其他实施例的元件和方面相组合。将参考所附附图进一步说明本发明的实施例，该附图示意性地示出了根据本发明的实施例。将理解，本发明不以任何方式局限于这些具体实施例。

附图说明

将参考附图中所示的示例性实施例更详细地解释本发明的各方面，在附图中：

图1示意性地示出了水产养殖系统的一个实施例，该水产养殖系统包括被配置成在屏幕上投影的投影系统；

图2示意性地示出了水产养殖系统的一个实施例，该水产养殖系统包括发光显示设备；

图3示意性地示出了水产养殖系统的一个实施例，该水产养殖系统包括带状发光显示设备；

图4示意性地示出了水产养殖系统的一个实施例，该水产养殖系统包括被配置成在底部上投影的投影系统；

图5示意性地示出了水产养殖系统的一个实施例，该水产养殖系统包括用于检测一个或多个食鱼捕食者的检测系统；

图6是示出该方法的实施例的流程图，该方法包括基于对食鱼捕食者的检测来提供移动图像；

图7示出了根据一个实施例，可以如何在峡湾中实施水产养殖系统；

图8示出了在一个实施例中，对于含鱼区域中的鱼来说，移动图像可以是如何失真的；

图9是根据一个实施例的数据处理系统。

具体实施方式

在附图中，相同的附图标记指示相同或相似的元件。

图1示意性地示出了水产养殖系统2的一个实施例，该水产养殖系统2被配置成将一个或多个食鱼捕食者4从含鱼区域6驱逐出去。水产养殖系统2可以是养鱼场，其养鱼用于消费。这种鱼的示例是鲑鱼、金枪鱼、鲤科鱼(例如草鱼、鲢鱼、鲤鱼、露斯塔野鲮)、尼罗罗非鱼、遮目鱼(milkfish)、鳟鱼等。一个或多个食鱼捕食者4可以是鳍足类动物，例如海豹、海狮、南极海豹、海象。

系统2包括一个或多个围栏8，用于将鱼12保持在海洋、峡湾、河流或湖泊7内的含鱼区域6内。围栏8可以形成含鱼区域6的边界，然而，这不一定是参照图7所示的情况。一个或多个围栏通常包括水面10下方的网或笼结构，用于防止鱼12逃离区域6。系统2还包括图像提供系统5，用于提供在含鱼区域6的边界8处和/或附近的一个或多个食鱼捕食者4的捕食者18的移动图像。

捕食者的示例是鲨鱼(如白鲨)和虎鲸。这些动物捕食鳍足类动物(诸如海豹、海狮和南极海豹)。

图像提供系统5可以被理解为被配置成通过连续提供一个或多个食鱼捕食者4的捕食者18的一系列静止图像来提供所述移动图像18，使得产生一个或多个食鱼捕食者4的捕食者18正在移动的印象。例如，移动图像可以产生捕食者18正在围栏8周围游动的印象。

在图1的实施例中，图像提供系统5包括投影系统14，用于在所述边界8处和/或附近的表面16上投影移动图像18。特别地，如所示，一个或多个围栏8包括投影屏幕16，其中投影系统14被配置为将移动图像18投影在所述投影屏幕16上。投影屏幕16也可以被理解为投影系统14和图像提供系统5的一部分。投影屏幕16可以例如设置在围栏的网或笼结构上。当然，可以在每个围栏8上提供多于一个(例如两个、三个、四个、五个、或甚至更多个)投影屏幕。

图2示意性地示出了水产系统2的一个实施例，图像提供系统5包括用于显示移动图像的发光显示设备22。在所描绘的实施例中，围栏8包括发光显示设备22，在这个意义上，一个或多个显示器22a、22b、22c被设置在围栏上。发光显示设备因此可以包括一个或多个发光显示器。优选地，这些是防水发光显示器，因为它们通常位于水面10之下。

在所描绘的实施例中，实现了数据处理系统100，其被配置成控制发光显示设备的相应显示器22a、22b、22c。这种数据处理系统100例如包括已经存储了将在一个或多个显示器22a、22b、22c上提供的移动图像的计算机可读存储介质。附加地，这种计算机可读存储器还可以包括如本文所述的移动图像，例如食鱼捕食者的不同捕食者的移动图像。

在一个实施例中，发光显示设备包括网格，该网格包括多个发光二极管(LED)，如例如在WO2014013400A2中描述的。有利的是，这种网格可以位于围栏8上，并提供捕食者18的移动图像。在一个实施例中，这种网格甚至可以用作围栏8的屏障，用于将鱼保持在含鱼区域6内。优选地，这种网格是防水的，因为移动图像通常在水下提供。这种网格可以通过本领域已知的方式制成防水的，例如将网格结合在防水塑料外壳中。

在一个实施例中，发光显示设备包括一个或多个LED壁，所述一个或多个LED壁可以在水中从一个围栏移动到另一个围栏。

图3示意性地示出了水产养殖系统2的一个实施例，该水产养殖系统2包括带状发光显示设备22。这种带状发光显示设备22例如是柔性显示器或形成连续或准连续显示器的分段长阵列显示器。这允许显示移动图像，诸如例如在含鱼区域周围盘旋的虎鲸的图像。

替代地，带状物22可以是无源投影屏幕或笼状结构本身，使用动态和旋转定向投影系统，图像被投影到所述无源投影屏幕或笼状结构上用于相同的目的。

图4示意性地示出了水产养殖系统2的一个实施例，该水产养殖系统2包括投影系统14，该投影系统14被配置成将移动图像18投影在水产养殖系统2所在的海洋、峡湾、河流或湖泊的底部28的区域30上。

在所描绘的实施例中，投影系统14被配置成随后在各个方向22、24、26上引导投影光，使得一个或多个食鱼捕食者的捕食者的图像18出现在海底、峡湾、河流、湖泊的区域30中的不同位置。

在一个实施例中，水产养殖系统2还包括声音供应系统(未示出)，该声音供应系统被配置成在所述边界处和/或在所述边界附近提供声音信号，其中该声音信号类似于由一个或多个食鱼捕食者的捕食者产生的声音信号。

可以提供的声音信号的另外的示例是：

-声音信号类似于由虎鲸或鲨鱼捕食者产生的声音信号。

-声音信号类似于食鱼捕食者的捕食者的捕猎“声音”，例如虎鲸的捕猎声音。虎鲸发出三种声音：咔哒声、口哨声和脉冲叫声。咔哒声被认为主要用于导航和辨别周围环境中的猎物和其他物体。

-声音信号类似于攻击食鱼捕食者的声音。

-声音信号类似于受伤和/或濒死的食鱼捕食者的警告声音。

在一个实施例中，该方法可以包括向一个或多个食鱼捕食者提供超声波的定向投影。这种超声波即通常被例如虎鲸用来定位它们的猎物。这种定向性允许屏蔽鲑鱼的影响，使得鲑鱼不受影响/压迫。

此外，还可以提供嗅觉刺激来驱逐食鱼捕食者。

图5示出了水产养殖系统2的一个实施例，该水产养殖系统2包括检测系统32和数据处理系统100，检测系统32用于检测靠近或接近所述区域6的一个或多个食鱼捕食者4。数据处理系统100适于从检测系统接收一个或多个信号。这一个或多个信号可以是无线或有线信号。一个或多个信号指示一个或多个食鱼捕食者4是否靠近或接近所述区域6，并且适于基于接收到的一个或多个信号，使图像提供系统(图5中未示出)在所述含鱼区域6的边界处和/或附近提供一个或多个食鱼捕食者4的捕食者18的移动图像。

检测系统32可以包括任何数量的合适的检测器。在所描绘的实施例中，检测系统包括多个相机32a、32b，以捕获食鱼捕食者4的图像，如果它们出现在含鱼区域6的边界附近的话。然而，附加地或替代地，检测系统32可以包括一个或多个麦克风，所述一个或多个麦克风被配置为捕获由食鱼捕食者4产生的声音。

数据处理系统100可以被配置成基于捕获的图像和/或基于由麦克风捕获的声音来检测一个或多个食鱼捕食者4的存在。为此，数据处理系统可以识别记录的图像和/或声音中的模式，这些模式与在含鱼区域6处和/或附近的一个或多个食鱼捕食者相关联。

在水产养殖系统2的一个实施例中，检测系统32被配置成检测含鱼区域内的一条或多条鱼的行为(图5中未示出)，该行为指示一个或多个食鱼捕食者正在靠近或接近所述含鱼区域。这种检测系统32可以包括一个或多个相机来捕获含鱼区域6内的鱼的图像。数据处理系统100然后可以被配置成识别捕获的图像中与鱼的行为相关联的模式，该模式指示一个或多个食鱼捕食者4存在。

图6是示出了用于驱逐一个或多个食鱼捕食者的方法的实施例的流程图，其中基于对一个或多个食鱼捕食者的检测来提供移动图像。步骤S2包括在所述含鱼区域附近(特别是在含鱼区域的边界附近)检测一个或多个食鱼捕食者。对于该步骤，可以使用本文描述的任何检测系统。然后，步骤S4包括，基于在所述含鱼区域附近检测到一个或多个食鱼捕食者，提供在所述边界处和/或在所述边界附近的一个或多个食鱼捕食者的捕食者的移动图像。

步骤S6、S8和S10是可选步骤，其可以在另外的实施例中执行。步骤S6包括监测该方法在将一个或多个食鱼捕食者从含鱼区域驱逐出去中的有效性。该步骤可以理解为包括监测所提供的移动图像在驱逐一个或多个食鱼捕食者中的有效性。在该步骤中，监测有效性包括重复地(例如连续地)监测一个或多个食鱼捕食者是否在含鱼区域的边界处和/或在含鱼区域的边界附近和/或接近含鱼区域的边界。步骤S8包括确定有效性低于期望的有效性水平。

步骤S6可以通过计数或估计在含鱼区域附近的区域中存在多少食鱼捕食者来执行。这种计数或估计可以基于对一个或多个食鱼捕食者的直接检测来执行，例如使用如本文所述的相机或麦克风。附加地或替代地，这种计数或估计可以基于一个或多个食鱼捕食者的间接检测——例如，基于指示一个或多个食鱼捕食者存在的含鱼区域内的鱼的行为的检测——来执行。这种行为的一个示例是鱼群的不正常的移动。如果实现了对一个或多个食鱼捕食者的这种间接检测，那么正常行为指示食鱼捕食者不存在或不再存在。

如果该数量以高于最小阈值速率的速率减少，则在步骤S8中可以认为该方法是有效的。在这种情况下，期望的有效性水平可以由最小阈值速率给出。附加地或替代地，如果在含鱼区域附近的区域中计数的或估计的食鱼捕食者的数量低于食鱼捕食者的最大阈值数量，则在步骤S8中该方法可以被认为是有效的。在这种情况下，期望的有效水平可以由食鱼捕食者的最大阈值数量给出。

在所描绘的流程图中，如果在步骤S8中该方法不再被认为是有效的，则执行步骤S10，该步骤S10包括可选地代替所述移动图像，提供在边界处和/或在边界附近的一个或多个食鱼捕食者的捕食者的另外的移动图像。该另外的移动图像在某种意义上可以是升级的，例如，它具有比最初提供的移动图像更亮的强度，或者具有更快的动态。附加地或替代地，步骤S10包括提供另一个附加的刺激，例如本文描述的声音信号或另一种类型的图像(例如静止图像)。

在步骤S10之后，可以再次执行步骤S6。在一个实施例中，如果在某个预定时间段内没有检测到食鱼捕食者，则不再提供移动图像。该预定时间段例如是五分钟。在这种情况下，该方法可以完全停止，直到检测系统再次检测到一个或多个食鱼捕食者。

在一个实施例中，该方法包括使用机器学习算法，该机器学习算法被配置成基于输入数据来确定要在所述边界处和/或在所述边界附近提供的移动图像，其中输入数据为多个已经提供的移动图像指示各自测量的有效性水平。机器学习算法例如是无监督的机器学习算法，或者基于本领域中已知的强化学习。在任何情况下，这些算法的目的是执行自动化动作，即提供移动图像，使得存在于含鱼区域附近的食鱼捕食者被有效地驱逐。

优选地，输入到机器学习算法中的输入数据还包括环境信息，该环境信息指示在什么情况(例如温度、水的视觉条件、一天中的时间)下某些移动图像被呈现以及它们的有效性。这允许机器学习算法为任何给定的情况选择合适的移动图像。

图7示出了可以如何在峡湾34中实施本文描述的方法和系统。这里，在峡湾34中存在一个或多个围栏8，并且图像提供系统5被配置成提供在含鱼区域的边界36处食鱼捕食者的捕食者18的移动图像。在这个实施例中，含鱼区域是峡湾34。此外，峡湾的边界在峡湾的入口36处。该实施例允许从峡湾34驱逐食鱼捕食者。

图8示出了不同于第一波长范围或波长范围的第二波长或波长范围的光的投影可以如何有助于使含鱼区域内的鱼的移动图像失真。

特别地，图8A示出了食鱼捕食者4的捕食者(即虎鲸)的图像18。图8B示出了一条鱼的图像38，该图像对含鱼区域内的鱼没有威胁。使用第一波长的光投影图像18，并且使用第二波长的光投影图像38。

优选地，第二波长的光相对于第一波长的光具有相对低的强度。这确保了通常只可以区分光强度并且不可以区分光的颜色的食鱼捕食者仍然可以清楚地看到虎鲸的图像18。

如图8C所示，第二波长的光然后可以投影在捕食者的图像18处。图8C可以理解为描绘了食鱼捕食者4(例如海狮)所感知的图像。图像18——其具有比第二波长的光高得多的强度——对于食鱼捕食者4来说是清晰可辨的，并且因此可以有效地驱逐它们。

然而，含鱼区域内的鱼对光的颜色是敏感的。因此，可以选择第二波长的光，使得鱼感觉到它非常强烈，从而对于含鱼区域中的鱼来说使虎鲸的图像失真。

尽管图8示出了第二波长的光用于对无威胁的鱼成像，但是它也可以用于为图像18创建背景，如图8D所描绘。同样，背景可能具有如此浅的颜色，以至于其使鱼的图像18失真。然而，由于第二波长的光的强度相对低，因此第一进食捕食者4(例如海豹)可以分辨出捕食者18的图像10。

可以用于第二波长的特定波长是NIR(大约800nm)，其可以被鱼感知并且通常不被鳍足类动物(如海狮)感知。因此，鱼的失真发生在食鱼捕食者没有注意到的地方。

第二波长范围也可以包括UV光。

一些鱼类也能“看见”UV光(360nm)，但鳍足类动物却不能。因此，UV可以用来“过度曝光”可见光图像。

应当领会，本文描述的水产养殖系统的实施例包括数据处理，数据处理系统可以被配置成控制水产养殖系统的各个元件的操作，例如被配置成控制本文描述的检测系统、如本文描述的图像提供系统、如本文描述的投影系统、如本文描述的发光显示设备、相机等。因此，数据处理系统可以用作水产养殖系统的控制模块。

图9描绘了图示根据一个实施例的数据处理系统的框图。如图9中所示，数据处理系统100可以包括通过系统总线106耦合到存储器元件104的至少一个处理器102。如此，数据处理系统可以将程序代码存储在存储器元件104内。进一步，处理器102可以执行经由系统总线106从存储器元件104存取的程序代码。在一个方面中，数据处理系统可以实施为适合于存储和/或执行程序代码的计算机。然而，应当领会，数据处理系统100可以以包括处理器和存储器的任何系统的形式来实施，该处理器和存储器能够执行本说明书内描述的功能。

存储器元件104可以包括一个或多个物理存储器设备，诸如例如本地存储器108和一个或多个大容量存储设备110。本地存储器可以指代一般在程序代码的实际执行期间使用的随机存取存储器或(多个)其他非持久性存储设备。大容量存储设备可以实施为硬盘驱动器或其他持久数据存储设备。处理系统100还可以包括一个或多个高速缓冲存储器(未示出)，该一个或多个高速缓冲存储器提供至少一些程序代码的临时存储，以便减少在执行期间必须从大容量存储设备110检索程序代码的次数。

可选地，描绘为输入设备112和输出设备114的输入/输出(I/O)设备可以耦合到数据处理系统。输入设备的示例可以包括但不限于键盘、诸如鼠标的指点设备、或触敏显示器等。输出设备的示例可以包括但不限于监视器或显示器、或扬声器等。输入和/或输出设备可以直接或通过中间的I/O控制器耦合到数据处理系统。

在实施例中，输入和输出设备可以实施为组合的输入/输出设备(在图1中以围绕输入设备112和输出设备114的虚线图示)。这种组合的设备的示例是触敏显示器，有时也称为“触摸屏显示器”或简称为“触摸屏”。在这样的实施例中，可以通过物理对象(诸如例如用户的手指或手写笔)在触摸屏显示器上或附近的移动来提供对设备的输入。

网络适配器116还可以耦合到数据处理系统以使得其能够通过中间的私有或公共网络耦合到其他系统、计算机系统、远程网络设备和/或远程存储设备。网络适配器可以包括用于接收由所述系统、设备和/或网络传送到数据处理系统100的数据的数据接收机，以及用于将数据从数据处理系统100传送到所述系统、设备和/或网络的数据传送器。调制解调器、线缆调制解调器和以太网卡是可以与数据处理系统100一起使用的不同类型的网络适配器的示例。

如图9中所绘制，存储器元件104可以存储应用程序118。在各种实施例中，应用程序118可以存储在本地存储器108、一个或多个大容量存储设备110中，或者与本地存储器和大容量存储设备隔开。应当领会，数据处理系统100可以进一步执行可以促进应用程序118的执行的操作系统(图9中未示出)。以可执行程序代码的形式实施的应用程序118可以由数据处理系统100(例如由处理器102)执行。响应于执行应用程序，数据处理系统100可以被配置为执行本文描述的一个或多个操作或方法步骤。

在本发明的一个方面中，数据处理系统100可以代表检测系统或其一部分、投影系统或其一部分、发光显示设备或其一部分，如本文所述。

本发明的各种实施例可以实施为与计算机系统一起使用的程序产品，其中程序产品的(多个)程序定义实施例的功能(包括本文描述的方法)。在一个实施例中，(多个)程序可以包含在各种非暂时性计算机可读存储介质上，其中如本文所使用的，表述“非暂时性计算机可读存储介质”包括所有计算机可读介质，唯一的例外是暂时性传播信号。在另一个实施例中，(多个)程序可以包含在各种暂时性计算机可读存储介质上。说明性的计算机可读存储介质包括但不限于：(i)其上永久存储信息的不可写存储介质(例如，计算机内的只读存储器设备，诸如由CD-ROM驱动器可读的CD-ROM盘、ROM芯片、或任何类型的固态非易失性半导体存储器)；和(ii)其上存储可更改信息的可写存储介质(例如，闪存、软盘驱动器或硬盘驱动器内的软盘、或任何类型的固态随机存取半导体存储器)。计算机程序可以在本文描述的处理器102上运行。

本文使用的术语仅仅是为了描述特别的实施例的目的，并且不旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一”(“a”或“an”)和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清晰指示。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”(“comprise”和/或“comprising”)指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件、和/或其组。

以下权利要求中的所有装置或步骤加功能元件的对应结构、材料、动作和等同物旨在包括用于与如具体要求保护的其他所要求保护的元件组合地执行功能的任何结构、材料或动作。出于说明的目的已经展现了本发明的实施例的描述，但不旨在穷尽或局限于所公开形式中的实施方式。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和变型对于本领域普通技术人员将是清楚的。选取和描述实施例以便最好地解释本发明的原理和一些实际应用，并且使得本领域的其他普通技术人员能够针对具有适合于设想的特别的用途的各种修改的各种实施例理解本发明。

Claims (15)

1.一种用于将一个或多个食鱼捕食者从海洋、峡湾、河流或湖泊内的含鱼区域驱逐出去的方法，所述方法包括：

使用图像提供系统在含鱼区域的边界处和/或在含鱼区域的边界附近提供所述一个或多个食鱼捕食者的捕食者的移动图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其中提供所述移动图像包括连续提供所述一个或多个食鱼捕食者的捕食者的一系列静止图像，使得产生所述一个或多个食鱼捕食者的捕食者正在移动的印象。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中提供所述移动图像包括将移动图像投影在所述边界处和/或在所述边界附近的表面上。

4.根据权利要求3的方法，其中投影所述移动图像包括在所述边界处和/或在所述边界附近的投影屏幕上投影所述移动图像，和/或包括在所述边界处和/或在所述边界附近的所述海洋、峡湾、河流或湖泊的底部上投影所述移动图像。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中使用第一波长或波长范围的光来投影所述移动图像，所述方法还包括：

将不同于所述第一波长或波长范围的第二波长或波长范围的光投影在所述投影的移动图像上和/或所述投影的移动图像附近，用于使包含在所述含鱼区域中的鱼的所投影的移动图像失真。

6.根据权利要求1所述的方法，其中提供所述移动图像包括在位于所述边界处和/或所述边界附近的发光显示设备上呈现所述移动图像。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：

检测所述含鱼区域附近的所述一个或多个食鱼捕食者，以及

基于在所述含鱼区域附近检测到所述一个或多个食鱼捕食者，在所述边界处和/或在所述边界附近提供所述一个或多个食鱼捕食者的捕食者的移动图像。

8.根据前述权利要求所述的方法，其中检测所述含鱼区域附近的所述一个或多个食鱼捕食者包括：

检测所述含鱼区域内一条或多条鱼的行为，所述行为指示所述一个或多个食鱼捕食者正在靠近或接近所述含鱼区域。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：

在所述边界处和/或在所述边界附近提供声音信号，其中所述声音信号类似于由所述一个或多个食鱼捕食者的捕食者产生的声音信号和/或类似于由处于危险中的食鱼捕食者产生的声音信号。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：

监测根据前述权利要求中任一项所述的方法在将所述一个或多个食鱼捕食者驱逐出所述含鱼区域中的有效性，其中监测所述有效性包括：

重复地(例如连续地)监测一个或多个食鱼捕食者是否在所述含鱼区域的边界处和/或在所述含鱼区域的边界附近和/或接近所述含鱼区域的边界，并且所述方法还包括：

确定所述有效性低于期望的有效性水平，以及

基于该确定，可选地代替所述移动图像，提供在所述边界处和/或在所述边界附近的所述一个或多个食鱼捕食者的捕食者的另外的移动图像。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：

使用机器学习算法，所述机器学习算法被配置成基于输入数据确定要在所述边界处和/或在所述边界附近提供的所述移动图像，其中

所述输入数据为多个已经提供的移动图像指示各自测量的有效性水平。

12.一种水产养殖系统，其被配置为将食鱼捕食者从含鱼区域驱逐出去，所述系统包括：

一个或多个围栏，用于将鱼保持在海洋、峡湾、河流或湖泊内的所述含鱼区域内，以及

图像提供系统，用于在所述含鱼区域的边界处和/或在所述含鱼区域的边界附近提供一个或多个食鱼捕食者的捕食者的移动图像。

13.根据权利要求12所述的水产养殖系统，进一步包括：

检测系统，用于检测靠近或接近所述区域的所述一个或多个食鱼捕食者，和

数据处理系统，其适于：

-接收来自所述检测系统的一个或多个信号，所述一个或多个信号指示所述一个或多个食鱼捕食者是否靠近或接近所述区域，以及

-基于所接收的一个或多个信号，使所述图像提供系统在所述含鱼区域的边界处和/或在所述含鱼区域的边界附近提供所述一个或多个食鱼捕食者的捕食者的移动图像。

14.一种计算机程序，包括使根据权利要求12-13中任一项所述的水产养殖系统执行根据权利要求1-11中任一项所述的方法的指令。

15.一种计算机可读介质，其上已经存储有权利要求14所述的计算机程序。

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