采用神經網絡識別的魚體定位系統技術方案

本發明專利技術涉及一種采用神經網絡識別的魚體定位系統，包括水下機器人主體、特征提取設備和魚體類型識別設備，所述特征提取設備和所述魚體類型識別設備都位于所述水下機器人主體上，用于分別提取水下魚體特征和確定魚體類型，并在確定魚體類型為珍稀保護類型時發出報警信息。通過本發明專利技術，能夠實現在自動捕撈魚體的同時，準確定位水下珍稀保護類型魚體。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及數字圖像領域，尤其涉及一種采用神經網絡識別的魚體定位系統。
技術介紹
現有技術中的捕魚模式偏依賴于人工，而且無法判斷水下魚群情況，更無法自適應地根據水下魚群狀態進行動態可調整地撒網捕魚。為此，本專利技術提供了一種采用神經網絡識別的魚體定位系統，能夠直接與水下接觸，識別魚體目標，在水下判斷魚體動態，從而確定魚體位置，控制撒網策略，實現自適應地水下捕魚，以機器捕魚模式替代人工捕魚模式，可持續時間更久，效果更高，捕魚成果尤為顯著。
技術實現思路
為了解決現有技術存在的技術問題，本專利技術提供了一種采用神經網絡識別的魚體定位系統，利用特有結構的水下機器人作為捕魚載體，引入中值濾波子設備、低通濾波子設備和同態濾波子設備進行水下圖像預處理，采用神經網絡識別的圖像技術以適應水下環境，還引入水下定位設備以準確定位水下魚體位置。根據本專利技術的一方面，提供了一種采用神經網絡識別的魚體定位系統，所述定位系統設置包括水下機器人主體、特征提取設備和魚體類型識別設備，所述特征提取設備和所述魚體類型識別設備都位于所述水下機器人主體上，用于分別提取水下魚體特征和確定魚體類型，并在確定魚體類型為珍稀保護類型時發出報警信息。更具體地，在所述采用神經網絡識別的魚體定位系統中，還包括:漁網容器，設置在所述水下機器人主體上，用于在非捕魚狀態下容納漁網，所述漁網容器包括電動鎖扣、繼電器和開口，所述電動鎖扣在接收到捕魚啟動信號時，打開所述開口，所述電動鎖扣在接收到回收完畢信號時，關閉所述開口，所述繼電器與電動鎖扣和供電設備分別連接，用于為所述電動鎖扣供電并控制所述電動鎖扣的打開操作和關閉操作；漁網釋放驅動器，設置在所述水下機器人主體上，與所述漁網連接，用于根據所述漁網釋放力度和所述漁網釋放角度控制所述漁網的釋放；漁網回收驅動器，設置在所述水下機器人主體上，與所述漁網連接，用于在接收到捕魚結束信號時，控制所述漁網以將所述漁網回收到所述漁網容器內；釋放電機，設置在所述水下機器人主體上，與所述漁網釋放驅動器連接，為所述漁網釋放驅動器對漁網釋放的控制提供動力；回收電機，設置在所述水下機器人主體上，與所述漁網回收驅動器連接，為所述漁網回收驅動器對漁網釋放的控制提供動力；水上信號接收器，設置在所述水下機器人主體上，與所述電動鎖扣和所述漁網回收驅動器分別連接，通過電纜與所述水上處理設備連接，用于在所述漁網完全回收到所述漁網容器內后在水上人員的操作下提供回收完畢信號，還用于在水上人員的操作下提供捕魚結束信號；所述水下機器人主體包括驅動設備和機器人機械架構，所述驅動設備包括驅動控制器、左舷直流減速電機、右舷直流減速電機、沉浮電機、正螺旋槳、反螺旋槳、附帶螺旋槳和聯軸器，所述左舷直流減速電機、所述右舷直流減速電機和所述沉浮電機分別通過所述聯軸器與所述正螺旋槳、所述反螺旋槳和所述附帶螺旋槳連接，所述驅動控制器接收所述水上處理設備發送的驅動控制信號，以根據所述驅動控制信號的內容驅動所述左舷直流減速電機和所述右舷直流減速電機以分別控制所述正螺旋槳和所述反螺旋槳，驅動水下機器人主體實現前進、后退和左右動作，還用于根據所述驅動控制信號的內容驅動所述沉浮電機以控制所述附帶螺旋槳，驅動水下機器人主體實現上升與下潛動作；水下攝像設備，設置在所述水下機器人主體上，包括半球形防水透明罩、輔助照明子設備和CMOS攝像頭，所述半球形防水透明罩用于容納所述輔助照明子設備和所述CMOS攝像頭，所述輔助照明子設備為所述CMOS攝像頭的水下拍攝提供輔助照明，所述CMOS攝像頭對前方目標拍攝以獲得包含前方目標的水下圖像；預處理設備，設置在所述水下機器人主體上，與所述CMOS攝像頭連接，包括中值濾波子設備、低通濾波子設備和同態濾波子設備；所述中值濾波子設備與所述CMOS攝像頭連接，用于對所述水下圖像執行中值濾波，以濾除所述水下圖像中的點噪聲，獲得第一濾波圖像；所述低通濾波子設備與所述中值濾波子設備連接，用于去除所述第一濾波圖像中的隨機噪聲，獲得第二濾波圖像；所述同態濾波子設備與所述低通濾波子設備連接，用于對所述第二濾波圖像執行圖像增強，以獲得增強水下圖像；所述特征提取設備，設置在所述水下機器人主體上，與所述預處理設備連接，包括圖像分割子設備和特征向量識別子設備，所述圖像分割子設備基于魚體圖像灰度閾值范圍將所述增強水下圖像中的魚體目標識別出來以獲得水下魚體圖像；所述特征向量識別子設備與所述圖像分割子設備連接，基于所述水下魚體圖像確定水下魚體目標的8個幾何特征:歐拉孔數、圓度、角點數、凸凹度、光滑度、長徑比、緊密度和主軸角度，并將所述8個幾何特征組成特征向量；所述魚體類型識別設備，設置在所述水下機器人主體上，與所述特征提取設備連接，采用8輸入4輸出的單隱層BP神經網絡，以水下魚體目標的8個幾何特征作為輸入層神經元，輸出層為水下魚體類型，所述水下魚體類型包括珍稀保護類型、危險類型、食用類型和其他類型，在輸出的水下魚體類型為食用類型時，基于所述水下魚體圖像在所述水下圖像中的相對位置計算水下魚體偏離角度；水上浮標，設置在所述水下機器人主體的上方水面上；供電設備，設置在所述水上浮標上，包括防水密封罩、太陽能供電器件、蓄電池、切換開關和電壓轉換器，所述防水密封罩用于容納所述太陽能供電器件、所述蓄電池、所述切換開關和所述電壓轉換器，所述切換開關與所述太陽能供電器件和所述蓄電池分別連接，根據蓄電池的剩余電量決定是否切換到所述太陽能供電器件以由所述太陽能供電器件供電，所述電壓轉換器與所述切換開關連接，以將通過切換開關輸入的5V電壓轉換為3.3V電壓；北斗星定位設備，設置在所述水上浮標上，由所述供電設備提供電力供應，用于接收北斗星衛星發送的北斗星定位數據；聲納探測設備，設置在所述水上浮標上，由所述供電設備提供電力供應，用于探測所述潛水器主體到所述水上浮標的相對距離，并作為第一相對距離輸出；超聲波測距設備，設置在所述水下機器人主體上，用于測量所述水下機器人主體距離前方魚體目標的距離，并作為第二相對距離輸出；單片機，設置在所述水下機器人主體上，與所述魚體類型識別設備、所述北斗星定位設備、所述聲納探測設備和所述超聲波測距設備分別連接，當接收到所述水下魚體類型為珍稀保護類型時，發出報警信號，并基于所述北斗星定位數據、所述第一相對距離和所述第二相對距離計算魚體定位數據；其中，所述單片機還與所述電動鎖扣、所述漁網釋放驅動器和所述漁網回收驅動器分別連接，當接收到所述水下魚體類型為食用類型時，根據第二相對距離和漁網重量確定漁網釋放力度；根據水下魚體偏離角度確定漁網釋放角度，并向所述電動鎖扣發送所述捕魚啟動信號；所述單片機還與所述水上信號接收器連接，以通過電纜將所述報警信號和所述魚體定位數據發送到所述水上處理設備。更具體地，在所述采用神經網絡識別的魚體定位系統中:所述單片機當接收到所述水下魚體類型為珍稀保護類型時，啟動所述北斗星定位設備、所述聲納探測設備和所述超聲波測距設備。更具體地，在所述采用神經網絡識別的魚體定位系統中:所述單片機當接收到所述水下魚體類型為危險類型、食用類型或其他類型時，關閉所述北斗星定位設備、所述聲納探測設備和所述超聲波測距設備。更具體地，在所述采用神經網絡識別的魚體定位系統中，還包括:漁網重量本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種采用神經網絡識別的魚體定位系統，所述定位系統包括水下機器人主體、特征提取設備和魚體類型識別設備，所述特征提取設備和所述魚體類型識別設備都位于所述水下機器人主體上，用于分別提取水下魚體特征和確定魚體類型，并在確定魚體類型為珍稀保護類型時發出報警信息。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：胡金雷，
申請(專利權)人：胡金雷，
類型：發明
國別省市：山東;37