本技术涉及一种利用机器视觉技术实现淡水鱼表型数据无接触测量的装置和方法。该装置由捕捞、视觉、供电和控制四个模块组成,通过水下摄像机和工业相机捕获鱼群图像,进而实现对淡水鱼表型数据的精确测量。
背景技术
我国是世界第一水产养殖大国,也是世界上唯一养殖水产品总量超过捕捞总量的主要渔业国家;淡水鱼营养价值高,肉质鲜美,富含优质蛋白、多种维生素和微量元素,是预防疾病提高人体免疫力的滋补佳品。尽管近些年来淡水鱼养殖发展迅速,但是大多依然以经验养殖为主,科学养殖水平较低,产业上也存在着不可忽视的问题。
虽然目前也有一些智能化的鱼类表型数据测量装置来辅助科学养殖,但是现有的智能化鱼类表型数据测量装置主要依赖于在实验室或网箱养殖环境中使用,这些方法通常需要将鱼捕捞出水进行测量,容易对鱼体造成物理损伤和应激反应。此外,这些装置在相对理想的环境中运行较为有效,但在自然水域,特别是浑浊的水域中,往往受限于光照、水质等因素,导致测量精度下降。许多设备依赖人工操作,操作过程繁琐,无法实现实时监测,大大限制了其在大规模水产养殖中的应用。
现有技术1(CN111696150A)公开了一种叉尾鮰鱼表型数据的测量方法,通过拍摄多角度的鱼体图像,标注关键点后,使用基于Hourglass网络的深度学习算法,结合三维空间变换获取鱼体的表型数据。该方法在图像处理过程中容易受到鱼体姿态和环境因素的影响,导致关键点定位存在误差,且测量精度受限。
现有技术2(CN112669348B)公开了一种鱼体姿势估计和鱼体表型数据测量方法及装置,利用Resnext101-ssd300网络结合特征金字塔FPN进行鱼体图像的目标检测,通过Hourglassnet深度学习网络模型检测鱼体关键点,并结合三维空间变换进行鱼体姿势估计及表型数据的计算。目标检测和关键点定位虽然提高了测量精度,但在不同的环境条件下,如光照、水质等,检测效果会受到限制;另外,复杂网络模型计算成本较高。
现有技术3(CN117876456A)公开了一种非接触式鱼类体重测量方法、装置、电子设备及介质,基于Mask R-CNN深度学习算法,结合彩色图像和深度图像的配准,生成鱼体的三维表面积,利用体重拟合模型预测鱼体的体重,实现非接触式体重测量。由于受限于环境条件,深度图像的质量和生成的点云数据可能不准确,影响体重预测的精度;同时,该方法依赖较高质量的图像采集设备。
综上,上述现有技术存在测量精度不稳定、环境适应性差以及计算资源占用高等的问题。为此,本发明设计了一种基于机器视觉的淡水鱼表型数据无接触测量装置及方法,旨在通过改进机器视觉技术和算法,优化鱼类表型数据的采集和分析过程,以更好地适应自然环境中的测量需求,提升精度和鲁棒性,同时降低对环境条件的依赖,达到智能化、无损、高效的表型数据测量。
实现思路