[发明专利]一种海上养殖网箱网衣的异常检测方法

说明书

本发明属于深远海网箱养殖观测技术领域，一种海上养殖网箱网衣的异常检测方法，用于网衣的生物附着和破损两种状态的检测，设备包括装配有摄像机的水下机器人ROV和计算机。海上养殖网箱网衣异常检测时充分考虑水下检测作业的高风险低效率的问题，以ROV为载体，结合视觉图像测量技术对海上养殖中常见的生物附着和网衣破损现象进行异常报警。本发明利用ROV摄取网衣图像，并将关键帧的图像识别技术和特征曲线分析方法紧密结合，灵活地构建了适用于海上网箱巡检的水下网衣异常检测系统，大幅度提高了ROV巡检的可靠性，降低了海上养殖观测，尤其是深远海养殖观测的风险，极大地促进了ROV和图像测量技术在海洋养殖网箱巡检中的应用推广。

技术领域

本发明属于深远海网箱养殖观测技术领域，涉及到网箱网衣的异常检测问题，特别涉及到网衣异常检测的图像识别方法。

背景技术

网箱整体的健康状态在养殖过程中意义重大，然而相对于水环境信息采集技术研究而言，网箱的监测、检测技术研究成果却相对较少。首先在生物附着检测方面，目前广泛采用依据养殖经验定期换网的方式进行生物附着的处理或者定期洗网的方式维护网箱养殖的正常运行，而缺少生物附着的自动化检测和污染程度评估过程。其次，在网衣破损[1]检测方面，国内外的专家学者提出了埋线探测法、声纳检测法以及图像分析法三种实施方案：埋线法通过金属导线的通断检测网衣的破损[2,3]：当网衣片破损时，金属线会与海水、入海电极形成回路,触发报警装置,同时输出网箱的编号和网衣破损部位。而声纳检测法是通过在网箱外侧设置警戒区的方法间接判断网衣的破损[4]：当网衣破损有鱼逃逸时，网箱内外区域声波反射图像发生显著变化。相对于前两种破损检测方法，采用图像分析法是对水下网衣进行最直观的观测。一般使用该方法进行网衣检测时，需要在AUV上搭载水下摄像头进行图像的采集[5]。

综上所述，在鱼类养殖近十几年的发展过程中，尽管网箱网衣异常检测方面得到了专家学者的重视，也提出了一系列的解决方案，然而由于技术的不成熟性，导致工程应用能力还比较薄弱。因此，一种高效的海上养殖网箱网衣异常检测方法是具有非常重要的意义和应用价值的。

本发明将图像识别技术与网衣检测技术相融合后，将以一种更加直观的方式对海上养殖网箱网衣的健康状态进行检测，这种方式不仅大大地降低了人力成本和监测风险，还大大提高了对海洋网箱养殖管理的效率。

参考文献：

[1]Heidi M,Rune H G,Anna O,etc.Resistance of aquaculture net cagematerials to biting by Atlantic Cod.Agricultural Engineering,2009,40:126-134.

[2]叶盛，王俊.深水网箱网衣破损监测系统设计[J].农业机械学报，2006，37(4)：94-96.

[3]彭安华,刘成文,陆波.一种带有清洗装置和数据采集系统的深水网箱.南方农业,2016,10(3):169-171.

[4]王润田，陈晶晶，龚剑彬.深水网箱养殖中的声学监测问题探讨.渔业现代化，2012，39(3)：19-22.

[5]张金泉,胡庆松,申屠基康,等.海上网箱网衣检测用框架式AUV设计与试验.上海海洋大学学报,2016,25(4):607-612.

发明内容

针对养殖网箱网衣异常检测问题，本发明基于图像识别技术将生物附着检测与破损检测归为特征曲线检测问题，并以此为基础提出了一种海上养殖网箱网衣的异常检测方法。

本发明的技术方案：

一种海上养殖网箱网衣的异常检测方法，主要用于网衣的生物附着和破损两种状态的检测，其中主要设备包括装配有摄像机的水下机器人ROV和计算机；

具体步骤如下：