[发明专利]水产养殖生物体健康状态的在线监测方法有效

专利信息
申请号: 201811215774.0 申请日: 2018-10-18
公开(公告)号: CN109566478B 公开(公告)日: 2020-09-29
发明(设计)人: 袁飞;林佼;程恩 申请(专利权)人: 厦门大学
主分类号: A01K61/00 分类号: A01K61/00;G01H17/00
代理公司: 厦门市首创君合专利事务所有限公司 35204 代理人: 张松亭;李艾华
地址: 361000 *** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 水产 养殖 生物体 健康 状态 在线 监测 方法
【权利要求书】:

1.一种水产养殖生物体健康状态的在线监测方法,其特征在于,包括:

采集食物投放后预设时段内的声学信号数据序列;

对所述声学信号数据序列做带通滤波处理,得到水产养殖生物咀嚼食物产生的预设频带内信号序列;

对所述信号序列做时频变换得到时频序列;按所述时频序列谱级逐段切割出若干个时频信号段,并将若干个时频信号段按照持续时间和持续时间内频谱进行划分,组成若干组集合;

剔除集合中持续时间小于参考时间的集合;

计算若干组集合中各段谱级的标准方差和熵,剔除偏离参考谱级标准差和熵的集合;

根据水产养殖生物咀嚼声频段的频点、对应所述频点频率的声学传感器灵敏度、监测区域水平半径及水声记录仪距水底距离计算水产养殖生物产生的频率的声源级;

根据监测区域养殖生物体数量规模、水产养殖生物产生的频率的声源级和参考声源级计算能量差;

判断能量差是否大于预设门限,如果是,执行预设动作;

所述水产养殖生物产生的频率的声源级的计算方式,如下:

其中,Λf表示水产养殖生物咀嚼声频段的频点;LS(Λf)表示水产养殖生物产生的频率的归一化声源级大小;Shrimp_PSD(Λf)表示检测时间段内水产养殖生物产生的咀嚼声信号的频谱密度;Lm(Λf)表示对应Λf频率的声学传感器灵敏度,rd表示监测区域水平半径;hd表示水声记录仪距水底距离;λ表示调节因子,用来矫正由于水产养殖生物估计距离导致的偏差。

2.根据权利要求1所述的水产养殖生物体健康状态的在线监测方法,其特征在于,对所述信号序列做时频变换得到时频序列;按所述时频序列谱级逐段切割出若干个时频信号段,并将若干个时频信号段按照持续时间和持续时间内频谱进行划分,组成若干组集合,具体包括:

对所述信号序列做时频变换得到时频序列ST_Shrimp(i,fi);其中,i表示离散序列采样点,fi表示对应的频率;

按ST_Shrimp(i,fi)序列谱级从大到小逐段切割出Q个时频信号段,并按照持续时间Time_Duration和时间内频谱Shrimp_PSD组成对应集合,标记Shrimp_Spectrum(k)={Time_Duration_k,Shrimp_PSD_k},k=1,2,……Q。

3.根据权利要求1所述的水产养殖生物体健康状态的在线监测方法,其特征在于,所述能量差的计算方式,如下:

V_Spectrum=LS(Λf)-LRef(Λfr)+ξ*lg(Qn/Qp)

其中,V_Spectrum表示能量差;LS(Λf)表示水产养殖生物产生的频率的声源级;LRef(Λfr)表示参考声源级;Qn表示监测区域养殖生物体数量;Qp表示参考生物数量;ξ表示调节因子。

4.根据权利要求1所述的水产养殖生物体健康状态的在线监测方法,其特征在于,所述执行预设动作包括进行食量控制、药量控制和报警。

5.根据权利要求1所述的水产养殖生物体健康状态的在线监测方法,其特征在于,所述时频变换使用的方法包括短时傅里叶变换法、小波变换法和希尔伯特黄变换。

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