[发明专利]一种基于激光成像检测的鱼体识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光成像领域，尤其涉及一种基于激光成像检测的鱼体识别方法。

背景技术

当前，鱼类是水产品中最重要的一种类型，常规的捕鱼模式偏依赖于人工，而且无法判断水下鱼群情况，更无法自适应地根据水下鱼群状态进行动态可调整地撒网捕鱼。

为此，本发明提供了一种基于激光成像检测的鱼体识别系统，能够改善现有的激光成像策略，准确识别鱼体目标，在水下判断鱼体动态，从而确定鱼体位置，控制撒网策略，实现自适应地水下捕鱼。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种基于激光成像检测的鱼体识别系统，利用声纳和声纳成像设备控制激光成像的触发时间，提高激光成像的准确性，采用自适应边缘增强和小波滤波处理提高图像识别精度，还使用了水下定位设备进行鱼体水下位置的确定。

根据本发明的一方面，提供了一种基于激光成像检测的鱼体识别方法，该方法包括：1)提供一种基于激光成像检测的鱼体识别系统，包括激光成像设备和鱼体检测设备，所述激光成像设备基于声纳图像处理结果启动对水下激光图像的拍摄，所述鱼体检测设备与所述激光成像设备连接，对所述水下激光图像进行图像处理以确定是否存在鱼体目标；2)使用所述识别系统来进行识别。

更具体地，在所述基于激光成像检测的鱼体识别系统中，还包括：渔网测重设备，设置在渔网容器内，用于检测并输出渔网重量；渔网容器，设置在所述识别系统主体架构上，用于在非捕鱼状态下容纳渔网，所述渔网容器包括电动锁扣、继电器和开口，所述电动锁扣在接收到捕鱼启动信号时，打开所述开口，所述电动锁扣在接收到回收完毕信号时，关闭所述开口，所述继电器与电动锁扣和供电设备分别连接，用于为所述电动锁扣供电并控制所述电动锁扣的打开操作和关闭操作；渔网释放驱动器，设置在所述识别系统主体架构上，与所述渔网连接，用于根据所述渔网释放力度和所述渔网释放角度控制所述渔网的释放；渔网回收驱动器，设置在所述识别系统主体架构上，与所述渔网连接，用于在接收到捕鱼结束信号时，控制所述渔网以将所述渔网回收到所述渔网容器内；释放电机，设置在所述识别系统主体架构上，与所述渔网释放驱动器连接，为所述渔网释放驱动器对渔网释放的控制提供动力；回收电机，设置在所述识别系统主体架构上，与所述渔网回收驱动器连接，为所述渔网回收驱动器对渔网释放的控制提供动力；水上信号接收器，设置在所述识别系统主体架构上，与所述电动锁扣和所述渔网回收驱动器分别连接，通过电缆与水上处理设备连接，用于在所述渔网完全回收到所述渔网容器内后在水上人员的操作下提供回收完毕信号，还用于在水上人员的操作下提供捕鱼结束信号；静态存储设备，设置在所述识别系统主体架构上，预先存储了亮度阈值上限和亮度阈值下限，还用于预先存储黑白阈值和像素数阈值，所述黑白阈值用于对图像执行二值化处理，所述静态存储设备还预先存储了灰度化鱼形模版，所述灰度化鱼形模版为对基准鱼体进行拍摄所得到的鱼体图像执行灰度化处理而获得；声纳设备，设置在所述识别系统主体架构上，用于对水下目标执行声纳图像采集，以获得声纳图像；声纳图像处理设备，设置在所述识别系统主体架构上，与所述声纳设备和所述静态存储设备分别连接，包括第一检测子设备、第二检测子设备和目标距离检测子设备，所述第一检测子设备与所述声纳设备和所述静态存储设备分别连接，用于采用亮度阈值上限遍历声纳图像以分割出核心目标区域；所述第二检测子设备与所述第一检测子设备和所述静态存储设备分别连接，用于以所述核心目标区域的边缘点作为种子点，利用亮度阈值下限对核心目标区域附近的像素点进行亮度判断，以获得并分割出最终目标区域；所述目标距离检测子设备与所述第二检测子设备连接，计算最终目标区域的中心点到声纳图像检测原点的距离并作为目标距离输出；所述激光成像设备，设置在所述识别系统主体架构上，包括激光器、探测器和微控制器，所述激光器对水下目标发出激光束，以在所述激光束被水下目标反射到所述探测器时，便于所述探测器的拍摄，所述微控制器与所述声纳图像处理设备、所述激光器和所述探测器分别连接，基于目标距离和激光在水下传播速度确定所述探测器快门的选通时间，并在选通时间到达时，选通所述探测器的快门，触发所述探测器对水下目标进行拍摄，以获得水下激光图像；所述鱼体检测设备，设置在所述识别系统主体架构上，与所述激光成像设备连接，包括图像预处理子设备、二值化处理子设备、列边缘检测子设备、行边缘检测子设备、目标分割子设备和目标识别子设备，所述图像预处理子设备与所述激光成像设备连接，以对所述水下激光图像依次执行自适应边缘增强和小波滤波处理，以获得预处理水下图像；所述二值化处理子设备与所述图像预处理子设备和所述静态存储设备分别连接，将所述预处理水下图像的每一个像素的亮度与所述黑白阈值分别比较，当像素的亮度大于所述黑白阈值时，将像素记为白色像素，当像素的亮度小于所述黑白阈值时，将像素记为黑色像素，从而获得二值化水下图像；所述列边缘检测子设备与所述二值化处理子设备和所述静态存储设备分别连接，用于对所述二值化水下图像，计算每列黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈值的列记为边缘列；所述行边缘检测子设备与所述二值化处理子设备和所述静态存储设备分别连接，用于对所述二值化水下图像，计算每行黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈值的行记为边缘行；所述目标分割子设备与所述列边缘检测子设备和所述行边缘检测子设备分别连接，将边缘列和边缘行交织的区域作为目标存在区域，并从所述二值化水下图像中分割出所述目标存在区域以作为目标子图像输出；所述目标识别子设备与所述目标分割子设备和所述静态存储设备分别连接，将所述目标子图像与所述灰度化鱼形模版匹配，匹配成功，则输出存在鱼体信号，并基于所述目标子图像在所述水下激光图像中的相对位置计算水下鱼体偏离角度，匹配失败，则输出不存在鱼体信号；数字信号处理器，设置在所述识别系统主体架构上，与所述鱼体检测设备连接，用于在接收到所述存在鱼体信号时，将所述目标子图像执行MPEG-2压缩编码以获得压缩图像，并将所述压缩图像和所述存在鱼体信号通过水下电缆传送到水上处理设备；所述数字信号处理器还与所述渔网测重设备、所述电动锁扣、所述渔网释放驱动器和所述渔网回收驱动器分别连接，当接收到所述存在鱼体信号时，根据目标距离和渔网重量确定渔网释放力度；根据水下鱼体偏离角度确定渔网释放角度，并向所述电动锁扣发送所述捕鱼启动信号。