[发明专利]纺锤形鱼类疫苗注射智能分级系统及智能分级方法

权利要求书

1.一种纺锤形鱼类疫苗注射智能分级系统，其特征在于：包括鱼苗单列化装置(100)，图像获取装置(200)，分拨装置(300)，控制模块(400)以及分级通道；所述鱼苗单列化装置(100)用于实现鱼苗的头尾定向以及单列化，其出口端与图像获取装置(200)的入口端连接，所述分拨装置(300)和分级通道安装在图像获取装置(200)的出口端；所述控制模块(400)用于接收并处理所述图像获取装置(200)获取的图像，从而计算并根据鱼苗形体尺寸、注射位置和重量进行分级，并控制鱼苗单列化装置(100)、图像获取装置(200)和分拨装置(300)的动作；所述分拨装置(300)用于根据控制模块(400)的分级结果将鱼苗分入对应的分级通道；

所述的鱼苗单列化装置(100)包括减震垫(101)、激振源(102)、角度调节板(103)、供料面板(104)、配重(105)、前向出口(106)、后向出口(107)、出鱼滑道(108)、带有横肋的Z型输送带(109)；激振源(102)与减震垫(101)、配重(105)固定连接，角度调节板(103)与激振源(102)、供料面板(104)固定连接，角度调节板(103)可带动供料面板(104)绕X、Z轴旋转角度至合适位置，前向出口(106)和后向出口(107)设置在供料面板(104)一侧，出鱼滑道(108)与带有横肋的Z型输送带(109)固定连接，带有横肋的Z型输送带(109)的斜坡面上安装有挡板且横肋之间的空间保证恰好容纳一条鱼，带有横肋的Z型输送带(109)的顶端包覆有一层罩壳。

2.根据权利要求1所述的一种纺锤形鱼类疫苗注射智能分级系统，其特征在于：所述图像获取装置(200)包括外壳(201)、工业相机(202)、光源(203)、光电传感器A(204)和挡边(205)；所述光电传感器A(204)安装在挡边(205)上，工业相机(202)和光源(203)安装在外壳(201)上；当鱼苗经过光电传感器A(204)时，触发工业相机(202)抓拍鱼苗图像并回传给控制模块(400)中的图像处理设备。

3.根据权利要求1所述的一种纺锤形鱼类疫苗注射智能分级系统，其特征在于：所述的控制模块(400)由PLC和图像处理设备构成；所述图像处理设备用于处理图像获取装置(200)的回传图像，并自动识别鱼的形体尺寸、注射位置和重量，然后与PLC建立通讯，控制分拨装置(300)动作。

4.根据权利要求1所述的一种纺锤形鱼类疫苗注射智能分级系统，其特征在于：所述分拨装置(300)由气缸(301)、刚性连接板(302)、光电传感器B(303)和弧形引导块(304)构成，所述气缸(301)通过刚性连接板(302)与弧形引导块(304)相连；所述光电传感器B(303)识别到鱼苗经过后，控制模块(400)判定当前鱼苗是否属于相应分级通道，若是则气缸(301)动作并带动弧形引导块(304)运动从而将鱼苗推出进入所述分级通道，否则气缸不动作鱼苗继续前进。

5.一种纺锤形鱼类疫苗注射智能分级方法，其特征在于，基于如权利要求1-4任一项所述的智能分级系统实现，所述的控制模块(400)通过图像获取装置(200)获取鱼苗图像，自动获取并根据鱼苗形体尺寸信息、注射位置和重量进行智能分级的方法如下：

S1、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；

S2、制作数据集；利用S1矫正过后的工业相机拍摄多组多变量影响下的鱼苗照片，并进行特征标注，包括鱼的种类、特征部位的位置和范围信息；所述特征部位包括鱼的整体轮廓、鱼眼、鱼嘴、腹鳍、背鳍、尾鳍、臀鳍、尾柄；

S3:根据S2制作的数据集，利用计算机设备进行深度学习的模型训练，最终获得能够识别鱼的种类信息、特征部位位置和范围信息的深度学习模型；

S4、采用S3获得的深度学习模型对鱼苗图像进行识别，获取鱼的种类信息、特征部位的位置和范围信息；

S5、根据S4获得的信息，判定鱼苗头尾定向是否成功以及鱼苗之间是否存在黏连：若鱼苗头尾定向失败或鱼苗之间存在黏连，则将鱼苗直接从传送带最尾端送出，否则进行步骤S6；

S6、当注射位置的点位恰好是特征部位的中心点或者偏离2-3mm以内、并且能够识别得到对应的特征部位的中心点时，可直接识别获得注射位置，并对鱼苗的注射位置信息进行输出；否则通过进行步骤S7-S9获取注射位置信息；

S7、根据S4获取鱼的种类信息、特征部位的位置和范围信息，通过后处理计算方法获得鱼苗的形体尺寸信息；所述鱼苗的形体尺寸包括鱼的体长、总长、总宽、鱼嘴末端至鱼尾柄、尾巴中心的距离、鱼眼中心至鱼尾柄、尾巴中心距离、背鳍至腹鳍距离；

所述的后处理计算方法为：对获取得到的鱼眼、鱼嘴、腹鳍、背鳍、尾鳍、臀鳍、尾柄这些特征部位的中心位置点，做回归拟合得到一条贯穿鱼苗中心并连通鱼嘴、鱼眼、尾柄、尾鳍中心的中心拟合曲线，将该中心拟合曲线等距拆分成多段线近似表示，从而得到鱼体中心拟合曲线的一系列关键点，从而依据这些关键点和特征部位的中心点，准确计算鱼的各类形态参数信息；

S8、事先测量不同种类的鱼苗的形态参数和注射位置、重量信息，建立不同种类的鱼苗的形态参数和注射位置、重量之间的数学回归模型，得到注射位置、重量回归模型；

S9、通过获得的鱼苗形态参数，借由注射位置、重量回归模型间接得到注射位置、重量；输出鱼苗的形体尺寸、重量、注射位置信息；

S10、将用户事先输入的分级范围与输出的鱼苗形体尺寸、重量、注射位置信息进行比对，确定当前鱼苗所属的分级通道；

S11、若鱼苗形体尺寸、重量、注射位置信息不在任何一个分级范围内，则鱼苗直接从输送带最尾端送出。