[发明专利]一种外加磁场激励下鱼体行为响应观测系统及方法

权利要求书

1.一种外加磁场激励下鱼体行为响应观测系统，其特征在于，包括：鱼缸、磁场发生单元、视觉观测单元以及服务器单元，所述服务器单元分别与所述磁场发生单元及视觉观测单元通信连接；

所述磁场发生单元包括设置于鱼缸底部磁场发生装置、带动所述磁场发生装置在鱼缸底部正对的平面内运动并具有足够保持力使所述磁场发生装置能够停留在所述平面任意位置的二维运动平台，以及控制所述磁场发生装置改变磁场参数并且控制所述二维运动平台改变磁场发生装置位置的嵌入式控制器；

所述视觉观测单元设置于所述鱼缸上方用以提取缸内鱼类活动的视频信息；

所述服务器单元包括视频处理与分析模块，通过预设的图像处理方法，对拍摄的磁场发生和终止变动的时间周期内鱼体的运动序列图像进行处理和分析。

2.根据权利要求1所述的外加磁场激励下鱼体行为响应观测系统，其特征在于，所述嵌入式控制器接收所述服务器单元发出的实验需求信息并根据所述实验需求信息控制所述磁场发生装置改变磁场参数并且控制所述二维运动平台改变磁场发生装置位置。

3.根据权利要求1或2所述的外加磁场激励下鱼体行为响应观测系统，其特征在于，所述磁场参数包括磁场强度、方向和作用时间。

4.根据权利要求3所述的外加磁场激励下鱼体行为响应观测系统，其特征在于，所述磁场发生装置为可插铁芯的通电圆柱体线圈，所述圆柱体线圈通过电流驱动电路调整流过线圈的电流的大小及通电时长从而改变线圈垂直方向的磁场强度和作用时间。

5.根据权利要求4所述的外加磁场激励下鱼体行为响应观测系统，其特征在于，所述二维运动平台主要包括步进电机、同步带、导轨光轴、立式轴承和以及联轴器；所述步进电机根据嵌入式控制器动作带动同步带在平行或者垂直方向上传动，进而带动磁场发生装置运动。

6.一种基于权利要求1所述系统的外加磁场激励下鱼体行为响应观测方法，其特征在于，包括：

(a)安装系统硬件和软件；

(b)通过服务器单元设置观测参数以及参数变化模式，所述观测参数包括磁场强度、方向、作用时间、二维运动平台移动位置，同时设置系统参数，所述系统参数包括延迟时间、视频文件名称以及局部边界矩形的长和宽，所述局部边界矩形是经视频摘要裁剪多余背景后，得到涵盖观测目标的图像框；

(c)通过服务器单元控制视觉观测单元开始采集并存储所拍摄的视频图像；

(d)在系统延迟时间到达后，服务器单元向嵌入式控制器发送控制指令，控制磁场按照指令参数产生变化；

(e)通过服务器单元向嵌入式控制器传发控制指令，停止产生人造磁场；

(f)在系统延迟时间到达后，停止采集和存储视频图像；

(g)对存储的视频文件进行灰度化处理，利用高斯滤波器降低背景，利用背景消减法在视频序列图像中检测运动鱼体目标，提取目标质心坐标；

(h)利用目标质心坐标绘制鱼体运动轨迹。