[发明专利]基于图像处理的船舶底部鱼体搜索系统

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种基于图像处理的船舶底部鱼体搜索系统。

背景技术

目前的鱼体打捞方式过于落后，捕鱼效率低下，无法实现大面积、高速度的鱼体捕捞，效率难以提升。

为此，本发明提出了一种基于图像处理的船舶底部鱼体搜索系统，在船舶底部安装了自适应鱼体打捞设备和自适应鱼体识别设备，能够在船舶行驶过程中，自动对水下鱼体进行快速捕捉。

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图像处理的船舶底部鱼体搜索系统，利用边缘检测技术、鱼体定位技术和自适应渔网捕捞机构实现船舶前进过程中的船下鱼体自适应捕捞，提高了水下鱼群捕捉的效率。

根据本发明的一方面，提供了一种基于图像处理的船舶底部鱼体搜索系统，所述搜索系统包括船底固定架、清晰化处理设备和鱼体识别设备，所述清晰化处理设备和所述鱼体识别设备都位于所述船底固定架上，用于对船底正下方的图像分别执行清晰化处理和鱼体识别，以确定船底正下方是否存在鱼体。

更具体地，在所述基于图像处理的船舶底部鱼体搜索系统中，还包括：渔网容器，设置在所述船底固定架上，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，所述继电器与所述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，设置在所述船底固定架上，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，设置在所述船底固定架上，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，设置在所述船底固定架上，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，设置在所述船底固定架上，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，设置在所述船底固定架上，与所述电动锁扣和所述渔网回收驱动器分别连接，通过电缆与船舶控制输入设备连接，用于在所述渔网完全回收到所述渔网容器内后在船舶人员的操作下提供回收完毕信号，还用于在船舶人员的操作下提供捕鱼结束信号；伽利略定位设备，设置在船舶上，用于接收伽利略卫星发送的伽利略定位数据；供电设备，设置在船舶上，包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接，根据蓄电池的剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；FLASH存储设备，设置在船舶上，预先存储了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FLASH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；水下拍摄设备，位于所述船底固定架上，包括半球形防水透明罩、辅助照明子设备和CMOS摄像头，所述半球形防水透明罩用于容纳所述辅助照明子设备和所述CMOS摄像头，所述辅助照明子设备为所述CMOS摄像头的水下拍摄提供辅助照明，所述CMOS摄像头对船底目标拍摄以获得包含船底目标的水下图像；超声波测距设备，设置在所述船底固定架上，用于测量所述船底固定架距离下方鱼体的距离，并作为鱼体相对距离输出；所述清晰化处理设备与所述CMOS摄像头、所述超声波测距设备和所述辅助照明子设备分别连接，以获得所述鱼体相对距离和所述辅助照明亮度，并基于所述鱼体相对距离和所述辅助照明亮度去除所述水下图像中因为辅助照明子设备照射而在船底目标上形成的散射光成份，以获得清晰化水下图像；所述鱼体识别设备与所述清晰化处理设备和所述FLASH存储设备分别连接，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清晰化处理设备连接，以对所述清晰化水下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FLASH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FLASH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FLASH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FLASH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，并根据所述目标子图像在所述二值化水下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；AT89C51单片机，设置在船舶控制室内，通过电缆与所述鱼体识别设备连接，与所述伽利略定位设备连接，当接收到所述存在鱼体信号时，将所述清晰化水下图像和所述目标子图像分别进行压缩编码以获得水下压缩图像和目标压缩图像；还与所述电动锁扣、所述渔网释放驱动器和所述渔网回收驱动器分别连接，在接收到所述存在鱼体信号时，根据鱼体相对距离和预设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；无线通信接口，与所述AT89C51单片机连接，用于在接收到所述存在鱼体信号时，将所述水下压缩图像、所述目标压缩图像和所述存在鱼体信号通过无线通信网络发送到水上渔业平台；显示设备，与所述AT89C51单片机连接，用于在接收到所述存在鱼体信号时，显示所述清晰化水下图像和所述目标子图像，还用于显示与所述存在鱼体信号对应的文字信号；其中，所述AT89C51单片机在接收到所述不存在鱼体信号时，关闭所述无线通信接口，在接收到所述存在鱼体信号时，打开所述无线通信接口。