[发明专利]一种用于池塘循环流水养殖的高效集污和智能投饲系统

权利要求书

1.应用用于池塘循环流水高效集污和智能投饲系统进行智能投饲的方法，其特征在于，所述的系统包括养殖池(1)、设置于养殖池(1)头部的投饲装置(14)、安装于养殖池(1)尾部的集污槽(4)、集污槽(4)为上部呈半圆弧面下部呈锥台状的槽体，其上部半圆弧面的直径同养殖池(1)的宽度相同，在上部半圆弧面的上边缘开有出水缺口(6)，出水缺口长度为半圆弧面弧长的一半，在养殖池内还设有集污辅助装置，所述的投饲装置(14)包括DSP(7)、变频气泵(8)、PLC(9)、投料口(10)、投料器(11)、广角高清摄像头(12)、压力传感器(17)、螺旋推进器(18)，广角高清摄像头(12)安装在投饲装置的顶部，压力传感器(17)和螺旋推进器(18)安装在投料器(11)底端出口处，螺旋推进器(18)连通投料口(10)进料端，投料口(10)同时与变频气泵(8)及PLC(9)相连，PCL(9)控制调节投料口(10)大小，养殖池水体内设置无线水温传感器(15)、无线溶解氧传感器(16)，广角高清摄像头(12)、无线水温传感器(15)、无线溶解氧传感器(16)均与DSP(7)相连，DSP(7)、变频气泵(8)、压力传感器(17)、螺旋推进器(18)与PLC(9)相接；在养殖池池边还设有两枚圆形的荧光防水图标(13)，一枚设于与投饲装置所处边沿相平行的另一池边中心，另一枚设于养殖池侧边的中心位置；

该方法包括如下步骤：

1)广角高清摄像头(12)将实时拍摄画面传送至DSP(7)；

2)DSP(7)在RGB色彩模型下将当前画面中的荧光防水图标(13)区域分割出，即分割出两个“形变”圆；

3)DSP(7)利用Hough变换算法对两个“形变”圆的形变程度进行量化，并根据量化指标推断出养殖池(1)的长度a和宽度b；

4)DSP(7)将a和b传送至PLC(9)，PLC(9)根据a和b值调整变频气泵(8)功率和投料口(10)大小；

5)每次投喂前，DSP(7)根据无线水温传感器(15)和无线溶解氧传感器(16)传回的水质参数信息，利用贝叶斯预测模型和生物能量学模型“Fish-PrFEQ”预估获得当前养殖池(1)首次投喂量，由PLC(9)控制投喂；

6)投喂过程中，广角高清摄像头(12)将投喂实时画面传送至DSP(7)；

7)DSP(7)在HSV色彩模型下将实时画面中的反光区域分割出；

8)DSP(7)利用Horn-Schunck光流算法提取出反光区域每个像素点的运动速度其中k₁×k₂为广角高清摄像头(12)的分辨率；

9)DSP(7)将速度的范围分为m个区间，H(j)为落入速度区间j内的运动矢量的个数，N是当前帧中非零运动矢量总数，P(j)为运动矢量落入速度区间j内的概率：P(j)＝(H(j)/N)×100％，0≤j≤m；

10)DSP(7)利用信息熵对水体反光区域变化特征分布概率的无规律程度进行衡量：

11)DSP(7)对反光区域变化动能进行计算：

12)DSP(7)将动能值实时传送至PLC(9)，PLC(9)根据动能值大小评估当前鱼群饱食程度，继而决断变频气泵(8)和投料口(10)、投料器(11)是否停止工作。

2.根据权利要求1所述的应用用于池塘循环流水高效集污和智能投饲系统进行智能投饲的方法，其特征在于，所述的集污辅助装置包括导流板(2)，导流板(2)安装于养殖池(1)与集污槽(4)相接处并与养殖池(1)侧壁呈夹角，在集污槽(4)内侧壁和导流板(2)背面贴近养殖池侧壁的一端分别安装有一只气泵(3)，所述气泵(3)安装高度相同，曝气方向可调。

3.根据权利要求1所述的应用用于池塘循环流水高效集污和智能投饲系统进行智能投饲的方法，其特征在于，所述的集污辅助装置包括栅板组合(5)，所述的栅板组合由多个平行栅板构成，所述的集污槽半圆弧面上部与锥台下部结合平面低于养殖池底面，栅板组合(5)斜置于集污槽(4)内，与养殖池(1)底面呈45°夹角，栅板组合(5)的下边沿位于上述结合平面上，其上边沿低于养殖池内水体高度。

4.根据权利要求3所述的应用用于池塘循环流水高效集污和智能投饲系统进行智能投饲的方法，其特征在于，所述的栅板组合(5)的上边沿低于养殖池(1)水体高度10cm。

5.根据权利要求1所述的应用用于池塘循环流水高效集污和智能投饲系统进行智能投饲的方法，其特征在于，所述的广角高清摄像头(12)朝向养殖池且镜头视线角度与水平面呈15度夹角。