自動化探測儀的制作方法
【專利說明】自動化探測儀
[0001 ] 本發(fā)明是申請?zhí)枮?01510471330.3、申請日為2015年8月4日、發(fā)明名稱為“自動化探測儀”的專利的分案申請。
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及漁業(yè)捕撈領域，尤其涉及一種自動化探測儀。
【背景技術】
[0003]目前，捕魚工作主要以水上人員作業(yè)為主，因為缺少專用于水下環(huán)境的捕魚輔助設備，而無法進行水下機器化捕魚，主要表現在:1、缺乏專用于水下環(huán)境的機器人機構；2、缺乏水下圖像去散射設備;3、缺乏有效的水下圖像識別設備。
[0004]為此，本發(fā)明提供了一種基于特征提取的自動化魚體探測儀，通過設計合理的水下機器人結構，同時搭建多個適合水下環(huán)境的電子輔助設備，完成高效率的水下捕魚。

【發(fā)明內容】

[0005]為了解決現有技術存在的技術問題，本發(fā)明提供了一種基于特征提取的自動化魚體探測儀，利用專門研發(fā)的水下機器人為捕魚平臺，采用水下圖像去散射設備，引入包括中值濾波子設備、低通濾波子設備和同態(tài)濾波子設備的圖像預處理設備，還引入基于神經網絡識別的魚體識別設備和水下魚體定位設備，通過自適應調整捕魚方向和力度的捕魚結構，動態(tài)地在水下任何區(qū)域完成準確的水下魚體捕撈。
[0006]根據本發(fā)明的一方面，提供了一種基于特征提取的自動化魚體探測儀，所述探測儀包括水下機器人主體、散射光去除設備、特征提取設備和魚體類型識別設備，所述散射光去除設備、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，所述散射光去除設備用于對拍攝的水下圖像執(zhí)行散射光去除處理，所述特征提取設備用于提取散射光去除處理后的水下圖像中的水下魚體特征，所述魚體類型識別設備用于基于所述水下魚體特征確定魚體類型。
[0007]更具體地，在所述基于特征提取的自動化魚體探測儀中，還包括:漁網測重設備，設置在漁網容器內，用于檢測并輸出漁網重量;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(tài)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;超聲波測距設備，位于所述潛水器主體上，用于對所述潛水器主體前方目標測距以獲得前方目標距離;水下拍攝設備，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C⑶視覺傳感器，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CCD視覺傳感器，所述輔助照明子設備為所述CCD視覺傳感器的水下拍攝提供輔助照明，所述CCD視覺傳感器對前方目標拍攝以獲得包含前方目標的水下圖像;所述散射光去除設備與所述CCD視覺傳感器、所述超聲波測距設備和所述輔助照明子設備分別連接，以獲得所述前方目標距離和所述輔助照明亮度，并基于所述前方目標距離和所述輔助照明亮度去除所述水下圖像中因為輔助照明子設備照射而在前方目標上形成的散射光成份，以獲得清晰化水下圖像;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(fā)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;預處理設備，設置在所述水下機器人主體上，與所述散射光去除設備連接，包括中值濾波子設備、低通濾波子設備和同態(tài)濾波子設備;所述中值濾波子設備與所述散射光去除設備連接，用于對所述清晰化水下圖像執(zhí)行中值濾波，以濾除所述清晰化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(tài)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(zhí)行圖像增強，以獲得增強水下圖像;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;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類型、食用類型、危險類型和其他類型，當輸出層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;格洛納斯定位設備，設置在所述水上浮標上，由所述供電設備提供電力供應，用于接收格洛納斯衛(wèi)星發(fā)送的格洛納斯定位數據;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，用于探測所述水下機器人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；飛思卡爾頂X6處理器，設置在所述水下機器人主體上，與所述魚體類型識別設備、所述格洛納斯定位設備、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類型或食用類型時，基于所述格洛納斯定位數據、所述第一相對距離和所述前方目標距離計算魚體定位數據;所述飛思卡爾頂X6處理器還與所述漁網測重設備、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，根據前方目標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(fā)送所述捕魚啟動信號。
[0008]更具體地，在所述基于特征提取的自動化魚體探測儀中:所述飛思卡爾頂X6處理器當接收到所述水下魚體類型為珍稀類型時，發(fā)出報警信號。
[0009]更具體地，在所述基于特征提取的自動化魚體探測儀中，還包括:水下電纜，與飛思卡爾頂X6處理器連接，用于傳輸水下數據。
[0010]更具體地，在所述基于特征提取的自動化魚體探測儀中:所述飛思卡爾頂X6處理器通過所述水下電纜發(fā)出報警信號。
[0011]更具體地，在所述基于特征提取的自動化魚體探測儀中:所述飛思卡爾頂X6處理器當接收到所述水下魚體類型為珍稀類型或食用類型時，啟動所述格洛納斯定位設備、所述聲納探測設備和所述超聲波測距設備。
[0012]更具體地，在所述基于特征提取的自動化魚體探測儀中:所述飛思卡爾頂X6處理器當接收到所述水下魚體類型為危險類型或其他類型時，關閉所述