[发明专利]针对纺锤形鱼类的疫苗自动注射装置及自动获取鱼苗注射位置的方法

权利要求书

1.一种针对纺锤形鱼类的疫苗自动注射装置，其特征在于，包括控制模块、注射装置、图像获取装置、传送装置、检测装置、推鱼装置、定位放行机构；所述的控制模块与注射装置和图像获取装置相连；所述的图像获取装置设于传送装置上；所述的检测装置与传送装置相连；所述的推鱼装置与传送装置相连，位于传送装置的一侧；所述的注射装置与传送装置相连，位于推鱼装置的对侧；所述的控制模块通过图像获取装置获取鱼苗图像，确定鱼苗的注射位置；

所述的注射装置由注射装置机架、横向定位装置、注射机构、压紧机构组成；所述的控制模块与注射装置机架相连；所述的横向定位装置由丝杆滑台A、丝杆滑台B、丝杆滑台C组成，丝杆滑台C与丝杆滑台A和丝杆滑台B相连，丝杆滑台A和丝杆滑台B与注射装置机架相连，丝杆滑台C和注射机构相连；所述的压紧机构与注射机构相连；所述的注射机构由横向定位连接板、连续注射器、注射控制装置组成，所述的横向定位连接板与丝杆滑台C相连，所述的注射控制装置分别与连续注射器、横向定位连接板和压紧机构相连。

2.根据权利要求1所述的针对纺锤形鱼类的疫苗自动注射装置，其特征在于，所述的图像获取装置由工业相机、工业相机安装座、遮光罩组成，所述的遮光罩设于传送装置上，工业相机安装座与遮光罩相连，工业相机与工业相机安装座相连。

3.根据权利要求1所述的针对纺锤形鱼类的疫苗自动注射装置，其特征在于，所述的传送装置包括传送装置机架、以及设于传送装置机架上的传送带；所述的注射装置机架与传送装置机架相连。

4.根据权利要求1所述的针对纺锤形鱼类的疫苗自动注射装置，其特征在于，所述的检测装置由传感器支架、和设于传感器支架上的传感器组成，所述的传感器支架设于传送装置机架上，检测装置安置在图像获取装置和推鱼装置之间。

5.根据权利要求4所述的针对纺锤形鱼类的疫苗自动注射装置，其特征在于，检测装置中的传感器采用光电开关、对射式激光开关或其他非接触式传感器。

6.根据权利要求1所述的针对纺锤形鱼类的疫苗自动注射装置，其特征在于，所述的推鱼装置由气缸、推块、推鱼装置支架组成，所述的推鱼装置支架设于传送装置机架上，推鱼装置支架和气缸相连，所述的推块与气缸相连；所述的推鱼装置用于将鱼体推送到定位放行机构处。

7.根据权利要求1所述的针对纺锤形鱼类的疫苗自动注射装置，其特征在于，所述的定位放行机构由旋转气缸、放行旋转板、挡鱼板A、挡鱼板B、头部定位板、底板、旋转气缸支架组成；所述的旋转气缸支架与注射装置机架和旋转气缸相连，所述的放行旋转板与旋转气缸相连，所述的底板与传送装置机架相连，所述的挡鱼板A、挡鱼板B、头部定位板都与底板相连；所述的底板是倾斜的，推鱼装置推出的鱼苗在底板上在重力的作用下自动滑落至头部靠住头部定位板，腹部靠住放行旋转板；头部定位板与水平面之间的角度应大于鱼苗与底板材料之间的摩擦角。

8.根据权利要求1所述的针对纺锤形鱼类的疫苗自动注射装置，其特征在于，横向定位装置采用气动、液压或其他机械传动方式。

9.根据权利要求1所述的针对纺锤形鱼类的疫苗自动注射装置，其特征在于，所述的控制模块为PLC、计算机、工控机、单片机或其他控制装置。

10.一种自动获取鱼苗注射位置的方法，其特征在于，基于如权利要求1-9任一项所述的针对纺锤形鱼类的疫苗自动注射装置实现，所述的控制模块通过图像获取装置获取鱼苗图像，确定鱼苗注射位置的方法如下：

S1、在鱼苗到达图像获取装置的工业相机正下方时，控制模块控制工业相机自动获取一幅鱼苗的图像，应保证鱼苗完全在图像范围内；

S2、用畸变矫正算法矫正工业相机镜头带来的畸变效应，使图像中鱼苗与现实中的鱼苗比例一致或使误差在1～3个像素点之内；

S3、提取感兴趣区域，除去传送带以外区域的干扰，仅保留传送带所在区域范围；

S4、灰度化，对获取的多通道彩色图像利用灰度化算法统一变换成单通道的灰度图；若以灰度模式拍摄，可以忽略这步；

S5、阈值分割，对灰度化后的图像进行阈值分割，使鱼苗和背景区分开；

S6、形态学运算，利用形态学算法去除图像中的噪声，并闭合断开的轮廓边界；

S7、边缘轮廓提取，利用边缘检测算法提取出闭合的轮廓边界，并以得到的轮廓中面积最大的轮廓线作为鱼苗的外轮廓线；

S8、计算最小外接矩形，根据提取出的鱼苗的外轮廓线计算最小外接矩形；

S9、计算鱼苗长度和宽度，根据最小外接矩形的四个角的点坐标计算矩形的边长，以长边的长度为鱼的长度，短边的长度为鱼的宽度；

S10、根据像素点长度与实际尺寸之间的比例计算鱼苗的实际长度和宽度；

S11、通过测量不同鱼种外形尺寸与注射位置，事先建立鱼苗外形尺寸与注射位置之间的数学模型，根据鱼苗的注射位置模型，确定鱼苗的疫苗注射位置；

S12、根据阈值分割的图像和得到的最小外接矩形判断鱼苗的头尾位置，在鱼苗长度方向上，计算最小外接矩形两端的一段长度上鱼体所代表的像素点与该区域总像素点数目之间的比值；鱼体所代表的像素点密度高的一端为鱼苗头部，像素点密度低的一端为鱼尾，确定鱼头朝前还是鱼尾朝前；

S13、输出鱼苗的疫苗注射位置和鱼头朝向。