RU2260817C2

RU2260817C2 - Method and device for calibration of hydroacoustic measurement equipment when estimating fish stock

Info

Publication number: RU2260817C2
Application number: RU2003115969/09A
Authority: RU
Inventors: вцев В.И. Кудр (RU); В.И. Кудрявцев
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2005-09-20

Abstract

FIELD: commercial fishery.

SUBSTANCE: method and device can be used at research and development and fishery ships for estimation of fish stock. Reflective characteristics of fish are measured by means of hydro-acoustic measurement equipment. Sizes, spatial position and number of fish are determined independently from video signals of stereo television equipment while simultaneous hydro-acoustic sound recording and video review of parts of water medium is performed from one single point. Video images of fish and fish schools are selected and stored which video images correspond to moments of reflection of maximal echo-signals when signals cross fish or fish schools. Stored sequences of maximal echo-signals are corrected while taking results of processing of selected video images into account. Selected sequences of video images of maximal video signals from fish and fish schools are selected separately and stored. Device for realization of the method has hydro-acoustic and video sections, acoustic and video data registration, processing and store unit, selective sampling and storage of maximal echo-signals units and video image intermediate store unit.

EFFECT: improved precision; improved truth of data.

2 cl, 2 dwg

Description

Способ калибровки (градуировки) гидроакустической измерительной аппаратуры при оценке рыбных запасов с помощью телевизионной аппаратуры и устройство для его осуществленияThe method of calibration (calibration) of hydroacoustic measuring equipment when assessing fish stocks using television equipment and a device for its implementation

Предлагаемое изобретение относится к промышленному рыболовству и предназначено для использования на рыболовных научно-исследовательских и рыбопромысловых судах для оценки запасов рыбы и других объектов лова.The present invention relates to industrial fishing and is intended for use on fishing research and fishing vessels for assessing stocks of fish and other fishing objects.

Гидроакустические измерительные системы (ГИС), применяемые для количественной оценки рыбных концентраций, должны обязательно калиброваться, или градуироваться гидроакустическим способом или при помощи средств подводного наблюдения (визуальных наблюдений, фотографирования, телевизионных) [1]. Одним из основных этапов калибровки является определение отражательной способности (силы цели) единичного объекта (рыбы) [2]. Существующие способы калибровки показаний ГИС обладают следующими недостатками.Hydroacoustic measuring systems (GIS), used for the quantitative assessment of fish concentrations, must necessarily be calibrated, or graduated by a hydroacoustic method or by means of underwater observation (visual observations, photographing, television) [1]. One of the main stages of calibration is the determination of the reflectivity (target strength) of a single object (fish) [2]. Existing methods for calibrating GIS readings have the following disadvantages.

При гидроакустическом способе калибровки показаний ГИС за основу берется средняя сила цели единичных рыб, предварительно измеренная на разреженных скоплениях и затем распространяемая на все виды скоплений в предположении, что пространственное положение рыб в скоплении сохраняется постоянным и не зависит от сезона и времени суток. В то же время исследованиями установлено, что ориентация рыб меняется и в зависимости от этого изменяется сила цели рыб в больших пределах (в 2-3 раза), что приводит к грубым ошибкам при определении запасов рыб [1]. Как указывается в работе [3],... "значительные ошибки могут возникать и из-за того, что размерный состав рыб определяется из анализа улова, который по этому признаку всегда отличается от реального скопления". Кроме того, при этом не учитывается возможное влияние когерентной составляющей, обусловленной тем, что, как показали исследования, скопления рыб в естественном состоянии представляют не однородную массу, а совокупность малых элементарных стай численностью 2-9 рыб. Элементарные стаи с упорядочной структурой обнаружены в косяках всех типов [4]. Это, естественно, приводит к дополнительным погрешностям при оценке запасов рыб.In the hydroacoustic method of calibrating well readings, the average target strength of single fish is taken as a basis, previously measured on rarefied clusters and then distributed to all types of clusters under the assumption that the spatial position of the fish in the cluster remains constant and does not depend on the season and time of day. At the same time, studies have established that the orientation of the fish changes and, depending on this, the target strength of the fish changes over a wide range (2-3 times), which leads to gross errors in determining fish stocks [1]. As indicated in [3], ... "significant errors can also occur due to the fact that the size composition of fish is determined from the analysis of the catch, which on this basis always differs from the real cluster." In addition, the possible influence of the coherent component, due to the fact that, as studies have shown, accumulations of fish in their natural state is not a homogeneous mass, but a collection of small elementary schools of 2-9 fish, is not taken into account. Elementary flocks with an ordered structure were found in jambs of all types [4]. This, of course, leads to additional errors in the estimation of fish stocks.

Способ калибровки показаний рыб с помощью буксируемых за судном подводных средств наблюдения, позволяющих определять размер, расстояние между рыбами, их положение, также не эффективен, так как акустическое зондирование выполняется непосредственно под судном, а подводное наблюдение - на значительном расстоянии от судна [1, 5], т.е. не одних и тех же рыб и стай рыб, что также приводит к ошибкам.The method of calibrating fish readings using underwater observation means towed behind the vessel, which allows determining the size, distance between fish, their position, is also not effective, since acoustic sounding is performed directly under the vessel, and underwater observation is at a considerable distance from the vessel [1, 5 ], i.e. not the same fish and schools of fish, which also leads to errors.

Наиболее близким к заявляемому является способ калибровки показаний ГИС с помощью подводных телевизионных систем (ПТС), заключающийся в том, что гидроакустическое озвучивание рыб и их видеонаблюдение производятся одновременно и из одной точки [1]. Недостатки его заключаются, во-первых, в сложности определения на необходимом для анализа и обработки значительном количестве видеоизображений размеров и пространственного положения рыб при большом одновременном их количестве в зоне обзора телевизионной камеры, что приводит к дополнительным погрешностям оценки, особенно в отношении рыб, находящихся на периферийных участках просматриваемой области видеонаблюдения. Во-вторых, данный способ не позволяет учитывать наличие когерентных составляющих, что негативно влияет на результаты и точность калибровки.Closest to the claimed one is a method of calibrating GIS readings using underwater television systems (PTS), which consists in the fact that hydroacoustic sounding of fish and their video surveillance are carried out simultaneously and from one point [1]. Its disadvantages are, firstly, in the difficulty of determining, on the significant amount of video images necessary for analysis and processing, the size and spatial position of the fish with a large simultaneous number of them in the viewing area of the television camera, which leads to additional estimation errors, especially with respect to fish peripheral areas of the viewing area of video surveillance. Secondly, this method does not allow taking into account the presence of coherent components, which negatively affects the results and calibration accuracy.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности и достоверности учета объектов промысла.The aim of the invention is to increase the accuracy and reliability of accounting for fishing objects.

Поставленная цель достигается тем, что при одновременной из одной точки акустической локации посредством ГИС и с помощью ПТС синхронно просматриваемых участков водной среды в процессе движения носителя датчиков ГИС и ПТС производятся раздельный селективный отбор и накопление видеокадров отдельных рыб и стай рыб, соответствующих моментам отражения от них максимальных эхосигналов при пересечении отдельных рыб и стай рыб зоной действия ГИС, формируемых в момент пересечения центральным поперечным сечением зоны действия ГИС центров эквивалентных шаров, равных по отражательной способности отдельным конкретным рыбам или стаям рыб, одновременное синхронное накопление указанных эхосигналов максимальной интенсивности, корректировка накапливаемых последовательностей максимальных эхосигналов по данным обработки отселектированных видеоизображений для исключения ошибочных или неверных показаний и осуществляется селективный раздельный отбор и накопление по результатам обработки отселектированных последовательностей видеокадров максимальных эхосигналов от отдельных рыб и стай рыб, пересекаемых частью зоны действия ГИС, находящейся вблизи ее оси, с учетом пространственного положения, размеров отдельных рыб и их видов, а также количества рыб в стаях.This goal is achieved by the fact that at the same time from one point of acoustic location using GIS and using PTS synchronously viewed sections of the aquatic environment during the movement of the carrier of GIS and PTS sensors, separate selective selection and accumulation of video frames of individual fish and schools of fish corresponding to the moments of reflection from them are carried out maximum echo signals at the intersection of individual fish and schools of fish with the well logging zone formed at the moment of crossing the central cross section of the logging zone with well logging centers valence balls equal in reflectivity to individual specific fish or schools of fish, simultaneous simultaneous accumulation of the indicated echo signals of maximum intensity, correction of the accumulated sequences of maximum echo signals according to the processing of selected video images to eliminate erroneous or incorrect readings, and selective separate selection and accumulation according to the results of processing the selected sequences video frames of maximum echoes from separate x fish and schools of fish intersected by a part of the well logging zone located near its axis, taking into account the spatial position, sizes of individual fish and their species, as well as the number of fish in schools.

В результате обеспечивается получение ряда последовательностей максимальных эхосигналов от отдельных рыб при вертикальном или близком к нему направлению их озвучивания, сгруппированных с учетом пространственного положения рыб, их размеров, вида с синхронными видеоизображениями, последовательности максимальных эхосигналов от стайных рыб при тех же направлениях лоцирования с учетом количества рыб в элементарных рассеивающих объемах также с синхронными видеокадрами.As a result, it is possible to obtain a series of sequences of maximum echo signals from individual fishes with a vertical or close sounding direction, grouped taking into account the spatial position of the fish, their size, species with synchronous video images, a sequence of maximum echo signals from school of flocks with the same location directions, taking into account the number fish in elementary scattering volumes also with synchronous video frames.

После их статистической обработки могут быть получены более качественные, достоверные и точные данные как о реальной отражательной способности объектов непосредственно во время их количественной оценки, средней силе цели, о степени влияния положения рыб в обследуемых скоплениях на среднюю отражательную способность, их размерном распределении, о доле вклада когерентной составляющей и других характеристиках рыбных скоплений, которые позволяют выполнить более объективную и точную калибровку ГИС.After their statistical processing, more qualitative, reliable and accurate data can be obtained as on the real reflectivity of objects directly during their quantitative assessment, average target strength, on the degree of influence of the position of fish in the studied clusters on the average reflectivity, their size distribution, on the proportion the contribution of the coherent component and other characteristics of fish assemblies that allow for more objective and accurate GIS calibration.

Существующие совместно используемые акустические и телевизионные системы не позволяют получить достаточно качественные и корректные данные о характеристиках рыбных скоплений для точной и объективной калибровки ГИС [1, 5]. Наиболее близкое к предлагаемому совмещенное видеоакустическое устройство [1] также имеет существенные недостатки. Оно характеризуется значительной сложностью системы обработки телевизионных изображений в связи с необходимостью анализа и обработки большого количества видеокадров с большим количеством рыб в зоне видеообзора. Это приводит к дополнительным погрешностям при калибровке. Декларируемое в нем равенство рабочих объемов ГИС и стереотелевизионной камеры практически не может быть обеспечено в связи с тем, что как ширина, так и протяженность зоны действия ГИС зависит от отражательной способности рыб, характера скоплений, который в реальных ситуациях оценки запасов зачастую весьма изменчив, а зона видеообзора зависит от прозрачности воды, от наличия и количества имеющегося в ней планктона и других микроорганизмов. Это обусловливает дополнительные погрешности калибровки ГИС.Existing shared acoustic and television systems do not allow obtaining sufficiently high-quality and correct data on the characteristics of fish clusters for accurate and objective calibration of GIS [1, 5]. Closest to the proposed combined video-acoustic device [1] also has significant disadvantages. It is characterized by a significant complexity of the television image processing system due to the need to analyze and process a large number of video frames with a large number of fish in the video review area. This leads to additional calibration errors. The equality of the working volumes of the GIS and the stereo television camera declared in it can hardly be ensured due to the fact that both the width and the length of the GIS coverage area depends on the reflectivity of the fish, the nature of the clusters, which in real situations of stock assessment is often very variable, and The video review area depends on the transparency of the water, on the presence and amount of plankton and other microorganisms present in it. This leads to additional GIS calibration errors.

Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и повышение эффективности комплексного видеоакустического устройства.The aim of the invention is to eliminate these disadvantages and increase the efficiency of a comprehensive video-acoustic device.

Поставленная цель достигается тем, что известное объединенное видеоакустическое устройство, включающее гидроакустическую антенну (ГА) и стереотелевизионную (СТВ) камеру, размещенные на общем буксируемом носителе и обеспечивающие акустическое лоцирование водной среды и видеонаблюдение тех же ее участков из одной точки, блок обработки и хранения данных, согласно предлагаемому изобретению снабжено блоком раздельного селективного отбора видеокадров отдельных рыб и стай рыб, соответствующих моментам отражения от них максимальных эхосигналов при пересечении отдельных рыб и стай рыб зоной действия ГИС, а именно, формируемых в момент пересечения центральным поперечным сечением зоны действия ГИС центра эквивалентного шара, равного по отражательной способности данной отдельной рыбе или стае рыб, блоком коррекции и селективного раздельного отбора и накопления (по результатам обработки отселектированных последовательностей видеокадров) максимальных эхосигналов от отдельных рыб и стай рыб, принятых в процессе пересечения объектов частью зоны действия ГИС, находящейся вблизи ее оси, с учетом пространственного положения, размеров отдельных рыб и их видов, а также количества рыб в стаях, и блоком промежуточного хранения групп видеокадров.This goal is achieved by the fact that the well-known integrated video-acoustic device, including a hydroacoustic antenna (GA) and a stereo television (STV) camera, placed on a common towed medium and providing acoustic location of the aquatic environment and video surveillance of its same sections from one point, processing and storage unit , according to the invention, is equipped with a unit for separate selective selection of video frames of individual fish and schools of fish corresponding to the moments of reflection of maximum echosig from them at the intersection of individual fish and schools of fish by the well logging zone, namely, formed at the moment the central cross section crosses the logging zone of the GIS, the center of the equivalent ball is equal in reflectivity to a given individual fish or school of fish, block correction and selective separate selection and accumulation (by the results of processing the selected sequences of video frames) of maximum echo signals from individual fish and schools of fish, taken in the process of intersecting objects with a part of the GIS coverage area, located near from its axis, taking into account the spatial position, sizes of individual fish and their species, as well as the number of fish in schools, and an intermediate storage unit for groups of video frames.

Фиг.1 и 2 поясняют, соответственно, предлагаемые способ и устройство. На фиг.1 показана схема формирования трасс эхосигналов от отдельных рыб и стай рыб, пересекаемых различными участками эоны действия ГИС в процессе движения буксируемого носителя: а - зоны действия ГИС и СТВ-камеры, 1 - местонахождения ГА-антенны и СТВ-камеры, 2 - зона действия СТВ-камеры, 3 - зона действия ГИС, 4 - центральное поперечное осевое сечение зоны действия ГИС, 5 - ось зон действия ГИС и ПТС, 6 - отдельные рыбы, 7 - стаи рыб, 6 - формы совокупностей эхосигналов от отдельных рыб и стай рыб при пересечении их зоной действия ГИС, 8, 9, 10 - формы совокупностей эхосигналов от отдельных рыб, пересекаемых соответственно частью зоны действия ГИС вблизи оси, частью зоны, находящейся в стороне от оси, и крайним участком зоны действия, 11, 12 - формы совокупностей эхосигналов от стай рыб, пересекаемых соответственно частью зоны действия ГИС вблизи оси и частью зоны, находящейся в стороне от оси, 13 - минимальная дистанция до объекта, 14 - расстояния до первых отраженных от объектов эхосигналов.Figure 1 and 2 explain, respectively, the proposed method and device. Figure 1 shows a diagram of the formation of the paths of echo signals from individual fish and schools of fish intersected by different sections of the eon of the GIS action during the movement of the towed carrier: a - zone of the GIS and STV camera, 1 - location of the HA antenna and STV camera, 2 - STV camera operating area, 3 - GIS operating area, 4 - central transverse axial section of the GIS operating area, 5 - axis of the GIS and PTS operating areas, 6 - individual fish, 7 - schools of fish, 6 - shapes of echo signals from individual fish and a school of fish when crossing them with the zone of GIS, 8, 9, 10 - forms of aggregate the rest of echoes from individual fish crossed respectively by a part of the well logging zone near the axis, by a part of the zone located away from the axis and the extreme part of the action zone, 11, 12 are the shapes of the echo signals from schools of fish crossed respectively by a part of the well logging zone near the axis and part of the zone located away from the axis, 13 - the minimum distance to the object, 14 - the distance to the first echoes reflected from the objects.

На фиг.2 видеоакустическое устройство состоит из гидроакустического тракта, включающего последовательно соединенные акустическую антенну 1, генераторно-приемный блок ГИС 2 и эхоинтегратор 3, видеотракта, включающего последовательно соединенные стереотелекамеру 4 и приемник видеосигналов с видеоконтрольным устройством (ВКУ) 5, блока 6 раздельного селективного отбора видеокадров отдельных рыб и стай рыб, соответствующих моментам отражения от них максимальных эхосигналов при пересечении отдельных рыб и стай рыб зоной действия ГИС, блока 7 коррекции и селективного раздельного отбора (по результатам обработки отселектированных последовательностей видеокадров), а также накопления максимальных эхосигналов от отдельных рыб и стай рыб, принятых в процессе пересечения объектов частью зоны действия ГИС, находящейся вблизи ее оси, блока 8 промежуточного запоминания видеоизображений, и блока 9 обработки, хранения и регистрации акустической и видеоинформации, причем вход блока 6 соединен с сигнальным выходом блока 2, выходы блока 6 подключены ко входам блоков 7 и 8, второй вход которого соединен с выходом приемника 5, выходы блока 8 соединены с блоком 7, входы синхронизации блоков 6, 7, 8 подключены к выходу сигналов запуска блока 2, выходы блока 7 и другие выходы блока 8 подключены ко входам блока 9 обработки и хранения данных, выходы которого соединены с эхоинтегратором 3 и блоком 7.In Fig. 2, the video-acoustic device consists of a hydro-acoustic path, including a series-connected acoustic antenna 1, a GIS generator-receiver unit 2 and an echo integrator 3, a video path including a series-connected stereo camera 4 and a video signal receiver with a video monitoring device (VKU) 5, a separate selective block 6 selection of video frames of individual fish and schools of fish corresponding to the moments of reflection of maximum echo signals from them at the intersection of individual fish and schools of fish with the zone of GIS, block 7 correction and selective selective selection (based on the results of processing the selected sequences of video frames), as well as the accumulation of maximum echo signals from individual fish and schools of fish, taken in the process of intersecting objects with a part of the GIS coverage area located near its axis, block 8 for intermediate storage of video images, and block 9 processing, storage and recording of acoustic and video information, and the input of block 6 is connected to the signal output of block 2, the outputs of block 6 are connected to the inputs of blocks 7 and 8, the second input of which connected to the output of the receiver 5, the outputs of block 8 are connected to block 7, the synchronization inputs of blocks 6, 7, 8 are connected to the output of the start signals of block 2, the outputs of block 7 and other outputs of block 8 are connected to the inputs of block 9 for processing and storing data, the outputs which are connected to the echo integrator 3 and block 7.

Работа устройства происходит следующим образом. В исходном состоянии работают генераторно-приемный блок 2, через акустическую антенну 1 излучаются зондирующие импульсы, принимаются блоком 2 и интегрируются эхоинтегратором 3 отраженные от рыбы эхосигналы в интервале глубин, установленном оператором, а также ведется видеонаблюдение на ВКУ блока 5. С выхода приемного тракта блока 2 эхосигналы также поступают на вход блока 6. Он включает селектор длительности принятых эхосигналов раздельно для одиночных рыб и стай рыб, схемы автоматического слежения за отселектированными эхосигналами от отдельных рыб и стай рыб при синхронизации по импульсам запуска генератора блока 2, схемы сравнения амплитуд принимаемых эхосигналов и их отстояния от акустической антенны 1, схемы фиксации моментов перехода интенсивностей отселектированных эхосигналов через максимум и их расстояний от антенны, через минимум, формирователь сигналов управления для фиксации в блоке 9 обработки и накопления выделенных в блоке 8 видеокадров, соответствующих моментам отражения от рыб максимальных отраженных акустических колебаний. Со второго выхода блока 2 сигналы запуска его генератора также поступают на входы синхронизации блоков 6, 7 и 8. После выделения селектором блока 6 первого эхосигнала от одиночной рыбы или стаи рыб (т.е. находящегося в пределах установленного интервала длительностей для одиночных рыб и стай рыб) указанный эхосигнал поступает на схему сравнения амплитуд отраженных акустических колебаний. По сигналу управления с селектора также начинает работать соответствующие схема автоматического слежения за эхосигналами, схема сравнения расстояний от ГА до выбранного объекта и схема фиксации моментов перехода интенсивностей отселектированных эхосигналов через максимум и их расстояний от антенны через минимум. После срабатывания селектора блока 6 с него, кроме того, поступает сигнал в блок 8 на запоминание видеокадров (видеоизображений) при синхронизации по импульсам запуска ГИС с блока 2. Принятый и отселектированный в следующем цикле лоцирования эхосигнал (второй) сравнивается по амплитуде и отстоянию от ГА с первым. Если он будет большим по амплитуде по сравнению с предыдущим и будет находиться на меньшем отстоянии от ГА, его величина сохраняется в схеме сравнения до поступления следующего эхосигнала. Если же он будет иметь меньшую амплитуду, с соответствующей схемы сравнения блока 6 подается сигнал на возвращение блоков 6 и 8 в исходное состояние до поступления нового импульса с селектора блока 6. После поступления очередного (третьего) эхосигнала большей амплитуды по сравнению со вторым сохраняется, соответственно, амплитуда третьего и т.д. При его меньшей амплитуде и большем отстоянии от ГА срабатывает схема фиксации моментов перехода интенсивностей отселектированных эхосигналов через максимум и их расстояний от антенны через минимум блока 6 (могут иметь место и вариации срабатывания указанной схемы после поступления не одного, а двух или трех очередных эхосигналов последовательно меньшей амплитуды). Сохраненное в соответствующей схеме сравнения значение предыдущей амплитуды передается в блок 7. После фиксации в блоке 6 момента перехода через максимум амплитуд принятых блоком 2 эхосигналов и через минимум дистанции до отселектированных рыб с соответствующего выхода блока 6 подается управляющий сигнал в блок 8, состоящий из двух трактов - для раздельного промежуточного запоминания видеокадров отдельных рыб и стай рыб, на фиксацию и перевод в блок 9 видеокадра, соответствующего моменту отражения от отдельной рыбы (или от стаи рыб во втором случае) максимального эхосигнала, который далее поступает в блок 9. В связи с тем, что интервал времени от начала запоминания видеоизображений в блоке 8 до момента начала отражения от выбранного селектором блока 6 объекта эхосигнала максимальной интенсивности всегда известен благодаря использованию синхроимпульсов запуска известного периода повторения и определению в блоке 6 расстояний от акустической антенны до отселектированных объектов, видеоизображение, соответствующее указанному началу отражения, всегда будет достаточно точно определено, зафиксировано и затем передано в блок 9. После этого данные с блока 8 сбрасываются (стираются) до поступления следующего сигнала с выхода селектора блока 6. Аналогично работает и второй тракт блока 8 для стай рыб.The operation of the device is as follows. In the initial state, the generator-receiver unit 2 is operating, sounding pulses are emitted through the acoustic antenna 1, received by the unit 2 and integrated by the echo integrator 3 echo signals reflected from the fish in the depth interval set by the operator, and video monitoring is conducted at the VKU of block 5. From the output of the block receiving path 2 echoes also arrive at the input of block 6. It includes a selector for the duration of the received echoes separately for single fish and schools of fish, a circuit for automatically tracking the selected echoes from individual fish and schools of fish when synchronized by the start pulses of the generator of block 2, the circuit for comparing the amplitudes of the received echo signals and their distance from the acoustic antenna 1, the circuit for fixing the moments of transition of intensities of the selected echo signals through the maximum and their distances from the antenna, through the minimum, the control signal generator for fixing in block 9 for processing and accumulating video frames selected in block 8, corresponding to the moments of reflection of maximum reflected acoustic vibrations from fish. From the second output of block 2, the start signals of its generator also go to the synchronization inputs of blocks 6, 7, and 8. After the selector of block 6 selects the first echo signal from a single fish or school of fish (i.e., that is within a set interval of durations for single fish and schools fish), the specified echo arrives at the circuit for comparing the amplitudes of the reflected acoustic vibrations. According to the control signal, the corresponding circuit for automatic tracking of echo signals, a circuit for comparing the distances from the GA to the selected object, and a circuit for fixing the moments of transition of intensities of the selected echo signals through the maximum and their distances from the antenna through the minimum, also begin to work. After the selector of block 6 is activated, it also receives a signal to block 8 for storing video frames (video images) when synchronized by the GIS start pulses from block 2. The echo signal (second) received and selected in the next location cycle is compared in amplitude and distance from the GA with the first. If it is large in amplitude compared to the previous one and is located at a shorter distance from the GA, its value is stored in the comparison circuit until the next echo signal arrives. If it will have a smaller amplitude, a signal is sent from the corresponding comparison circuit of block 6 to return the blocks 6 and 8 to their original state before a new pulse arrives from the selector of block 6. After the next (third) echo signal of a larger amplitude than the second one is received, it is saved, respectively , the amplitude of the third, etc. With its smaller amplitude and greater distance from the GA, the fixation pattern of the moments of transition of intensities of the selected echo signals through the maximum and their distances from the antenna through the minimum of block 6 is triggered (variations in the response of this circuit after not one but two or three successive echo signals are successively smaller amplitude). The value of the previous amplitude stored in the corresponding comparison circuit is transmitted to block 7. After recording in block 6 the moment of transition through the maximum amplitudes of the echo signals received by block 2 and after a minimum of distance to the selected fish, a control signal is supplied from block 6 to the output from unit 6, which consists of two paths - for separate intermediate storing of video frames of individual fish and schools of fish, for fixing and transferring to block 9 a video frame corresponding to the moment of reflection from an individual fish (or from a school of fish in the second ohm case) of the maximum echo signal, which then goes to block 9. Due to the fact that the time interval from the start of storing the video images in block 8 to the moment when the echo signal of the maximum intensity is reflected from the block 6 selected by the selector is always known due to the use of clock pulses of starting a known repetition period and determining in block 6 the distances from the acoustic antenna to the selected objects, the video image corresponding to the specified start of reflection will always be sufficiently accurate is determined and recorded then transmitted to the unit 9. The data from block 8 are reset (cleared) until the next output signal from the selector block 6. Similarly, the second working path and block 8 of fish schools.

В блоке 7 накапливаются максимальные эхосигналы, принятые от отдельных рыб и стай рыб, а в блоке 9 соответствующие им синхронные видеоизображения. По данным обработки видеоизображений в блоке 9 видеограмметрическим способом производится коррекция последовательностей максимальных амплитуд эхосигналов в блоке 7 с целью исключения неверных показаний (к примеру, когда в видеокадре в пределах заданного или выбранного интервала между рыбами оказывается больше одной рыбы и др.). Кроме того, по данным обработки видеоизображений в блоке 9 также производится выделение только тех максимальных эхосигналов, которые соответствуют рыбам или центрам стай рыб, находящимся вблизи оси акустической и оптической систем, т.е. пересекаемым частью зоны действия ГИС, находящейся вблизи ее оси (естественно, в установленных пределах, которые могут корректироваться оператором исходя из реальных характеристик рыбных концентраций в обследуемом районе). Отселектированные эхосигналы передаются в блок 9 для последующей статистической обработки и определения коэффициентов калибровки ГИС. Одновременно из блока 9 исключаются остальные видеокадры. В результате в блоке 9 будут накапливаться (за устанавливаемые оператором в зависимости от реальных ситуаций оценки запасов промежутки времени или задаваемое количество накопленных эхосигналов, достаточное для достоверной статистической обработки) последовательности эхосигналов максимальной интенсивности от отдельных рыб и стай рыб, принятых при пересечении их (объектов) частью зоны действия ГИС, находящейся вблизи акустической оси характеристики направленности акустической антенны с синхронными видеоизображениями. В блоке 9 формируется ряд последовательностей отселектированных максимальных эхосигналов, учитывающих как пространственное положение, так и размер, вид рыб, количество рыб в стаях. После их статистической обработки могут быть получены вполне достоверные и корректные данные о реальной отражательной способности объектов в обследуемых скоплениях, средней силе цели рыб, гистограммы размерного распределения и другие характеристики скоплений, которые позволяют выполнить более точную калибровку ГИС, учесть при этом степень влияния положения рыб в реальном оцениваемом скоплении на среднюю силу цели, степень влияния когерентной составляющей на результаты эхоинтегрирования ГИС. Присутствие и степень влияния когерентной составляющей определяются посредством сравнения значений максимальных эхосигналов от стай рыб с количеством рыб в стаях, оцениваемым по синхронным видеоизображениям.In block 7, the maximum echo signals received from individual fish and schools of fish are accumulated, and in block 9, synchronous video images corresponding to them. According to the video processing data in block 9, the sequence of maximum echo signal amplitudes in block 7 is corrected by the videogrammetric method in order to exclude incorrect readings (for example, when there are more than one fish in the video frame within a given or selected interval between fish, etc.). In addition, according to the video processing data, in block 9, only those maximum echo signals that correspond to fish or centers of fish schools located near the axis of acoustic and optical systems are also extracted, i.e. the intersected part of the logging zone located near its axis (naturally, within the established limits, which can be adjusted by the operator based on the actual characteristics of fish concentrations in the surveyed area). Selected echoes are transmitted to block 9 for subsequent statistical processing and determination of GIS calibration coefficients. At the same time, the remaining video frames are excluded from block 9. As a result, block 9 will accumulate (for the intervals of time set by the operator, depending on real situations, or the specified number of accumulated echo signals sufficient for reliable statistical processing) of a sequence of maximum intensity echoes from individual fish and schools of fish received when crossing them (objects) part of the GIS coverage area located near the acoustic axis of the directivity characteristics of the acoustic antenna with synchronous video images. In block 9, a series of sequences of selected maximum echo signals is formed, taking into account both the spatial position and the size, type of fish, and the number of fish in schools. After their statistical processing, quite reliable and correct data can be obtained on the real reflectivity of objects in the studied clusters, average target strength of the fish, histograms of the size distribution and other characteristics of the clusters that allow for more accurate GIS calibration, taking into account the degree of influence of the position of the fish in the real estimated accumulation on the average target strength, the degree of influence of the coherent component on the results of GIS echo integration. The presence and degree of influence of the coherent component is determined by comparing the values of the maximum echo signals from schools of fish with the number of fish in schools estimated by synchronous video images.

При более простой системе обработки будет обеспечиваться более корректная и достоверная оценка и определение характеристик рыб и, соответственно, более точная оценка запасов. Большая автоматизация процессов набора данных и соответственно скорость определения и учета коэффициентов калибровки непосредственно в процессе проведения гидроакустической съемки облегчает работу оператора. Таким образом, предлагаемый телевизионный способ и устройство калибровки показаний гидроакустической измерительной системы эффективнее по сравнению с известными прототипами.With a simpler processing system, a more accurate and reliable assessment and determination of fish characteristics and, accordingly, a more accurate stock assessment will be provided. Large automation of the data acquisition processes and, accordingly, the speed of determining and accounting calibration coefficients directly in the process of sonar imaging facilitates the work of the operator. Thus, the proposed television method and device for calibrating the readings of the hydroacoustic measuring system is more effective than the known prototypes.

Источники информацииSources of information

1. Ермольчев В.А., Заферман М.Л. Способ калибровки гидроакустической измерительной аппаратуры при оценке рыбных запасов с помощью телевизионной аппаратуры и устройство для его осуществления. Пат. РФ №2006200 С1, опубл. 30.01.94, бюл. №2.1. Ermolchev V.A., Zaferman M.L. A method for calibrating hydroacoustic measuring equipment when assessing fish stocks using television equipment and a device for its implementation. Pat. RF №2006200 C1, publ. 01/30/94, bull. No. 2.

2. Юданов К.И. Гидроакустическая разведка рыбы. С.Пб.: Судостроение, с.128-132.2. Yudanov K.I. Hydroacoustic exploration of fish. S.Pb .: Shipbuilding, p.128-132.

3. Заферман М.Л. Техника подводного телевидения для учета рыб. Рыбное хозяйство, №4, с.39-41.3. Zaferman M.L. Underwater television technology for fish counting. Fisheries, No. 4, p. 39-41.

4. Заферман М.Л. Погрешности инструментальной оценки запасов рыб. М.: Рыбное хозяйство, №3, с.30.4. Zaferman M.L. Errors of instrumental estimation of fish stocks. M .: Fisheries, No. 3, p.30.

5. Шимянский С.Л. Телевидение в рыбном хозяйстве. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983, с.136.5. Shimyansky S.L. Television in fisheries. M .: Light and food industry, 1983, p.136.

Claims

1. A method for calibrating the calibration of hydroacoustic measuring equipment when assessing fish stocks using television equipment, which provides for measuring the reflective characteristics of fish with hydroacoustic measuring equipment, independent determination of the size, spatial position and number of fish by video signals of stereo television measuring equipment while sonic dubbing and video viewing of sections of the aquatic environment from one point, characterized in that it is produced separately th selective selection and accumulation of video images of individual fish and schools of fish corresponding to the moments of reflection of the maximum echo signals at the intersection of individual fish and schools of fish by the zone of action of the hydroacoustic measuring system (GIS), formed at the moment of crossing the central cross section of the GIS of the centers of equivalent balls equal to the reflectivity of individual specific fish or schools of fish, the simultaneous simultaneous accumulation of the indicated maximum echo signals, the adjustment is accumulated x sequences of maximum echoes according to the processing of the selected video images to eliminate erroneous or incorrect readings and selective separate selection and accumulation of the results of processing the selected sequences of video images of the maximum echo signals from individual fish and schools of fish intersected by a part of the GIS coverage area located near its axis, taking into account spatial position, size of individual fish and their species, as well as the number of fish in schools.

2. A combined video-acoustic device for calibrating the calibration of hydro-acoustic measuring equipment when assessing fish stocks using television equipment, containing a hydro-acoustic path, including a series-connected hydro-acoustic antenna (GA), a generator-receiver unit (GP) of a hydro-acoustic measuring system (GIS) and an echo integrator, video path including a stereoscopic camera connected in series and a video signal receiver with a video monitoring device (VCU) providing acoustic some location of the aquatic environment and video surveillance of its same sections from one point when placing the GA and stereo cameras on a common towed medium, a unit for recording, processing and storage of acoustic and video information (BROCH), the output of which is connected to an echo integrator, characterized in that it is equipped with a unit ( BRS) of separate selective selection of video images of individual fish and schools of fish corresponding to the moments of reflection of the maximum echo signals from them at the intersection of individual fish and schools of fish with a well logging zone, correction unit (BCS) and selective separate selection and accumulation of the maximum echo signals from individual fish and schools of fish taken during the intersection of objects with a part of the GIS coverage area located near its axis, taking into account the spatial position, sizes of individual fish and their species, as well as the number of fish in schools, and the intermediate video storage unit (BPHV), the input of the BRS unit being connected to the signal output of the GP unit, the outputs of the BRS unit connected to the inputs of the unit BCS and BPHV, the second input of which is connected to the output of the VCU receiver, the outputs of the BPHV block are connected to the BCS block, the synchronization inputs of the BRS, BCS, BPHV blocks are connected to the output of the GP unit start signals, the outputs of the BCS block and other outputs of the BPHV block are connected to the inputs of the block BRCH processing and storage of data, the outputs of which are connected to the echo integrator and the BCS unit.