[发明专利]一种基于机器视觉的双层高通量鱼类计数装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的双层高通量鱼类计数装置及方法，装置包括前置通道、双层计数通道和双层出鱼口；双层计数通道一端连接前置通道，另一端连接双层出鱼口，双层计数通道和双层出鱼口构成上下两层过鱼通道，双层计数通道包括计数通道壳体及白色U型通道、透明U型通道构成的双层通道，各设置有图像采集模块；本发明装置充分利用竖直方向的空间，通过上下双层通道进行鱼类计数，可将计数通量提升至少一倍，所提供的计数方法通过双进程方式提升运算效率且无需对每条鱼类个体进行精确定位，通过前后帧判断新出现的鱼类个体并计数，无需对目标进行连续跟踪，可极大降低计算量和算法复杂度，提高计数速度。

技术领域

本发明涉及渔业养殖装备技术，具体涉及一种基于机器视觉的双层高通量鱼类计数装置及方法。

背景技术

准确估计鱼类数量是鱼类养殖生产中的重要一环，在养殖密度控制、生长状态评估等方面具有重要意义。随着现代渔业的发展，我国鱼类养殖业的集约化和工厂化水平不断提升，养殖规模和养殖密度越来越大的同时，养殖面积却不断在减小，因此如何在鱼类养殖工厂狭小过道空间内进行高效的鱼类计数，提升养殖空间利用率和设备转运效率越来越受关注。

中国发明申请公布号CN113408687A公开了一种高通量鱼苗在线计数装置及方法，基于机器视觉的方法，去除了传统红外计数方案中计数通道内的隔板，提升了计数通道有效面积，并通过连续多帧的跟踪预测策略，可实现高通量计数；其主要动机在于增加横向的有效面积，但对竖直方向上的空间(如支架中间部位的空间)利用不佳；另外，采用连续多帧跟踪的策略算法复杂度较高，不利于提升计算通量。

中国发明申请公布号CN114938790A公开了一种便携式鱼苗自动计数装置，入鱼口采用类似抽屉式结构，支架采用可折叠的形式，在不改变通量的情况下，可以极大地减小计数装置的体积，方便计数装置的转移运输，但是只是保持通量，减小体积，无法进一步提升通量。

鱼类计数通量的提升主要在于对空间的利用率和计数算法效率的提升。面对当前大规模养殖计数需求的增加以及养殖面积减小的现状，亟需一种更高效的计数装置和方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在有效的占地面积内提升鱼类计数通量和效率，克服现有技术中的不足，提供一种基于机器视觉的双层高通量鱼类计数装置及方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

一种基于机器视觉的双层高通量鱼类计数装置，包括前置通道、双层计数通道和双层出鱼口；所述的双层计数通道为计数装置的主体部分，一端连接前置通道，另一端连接双层出鱼口，双层计数通道和双层出鱼口构成上下两层过鱼通道，双层计数通道上还布置有显示与控制模块；所述的前置通道为鱼类的入口，一端封闭，另一端靠近双层计数通道的上方放置翻盖，可用于遮住外部光源；所述双层计数通道包括计数通道壳体、白色U型通道、透明U型通道和白光补光灯；所述计数通道壳体包括一中空过道，在过道上方和下方壳体向外凸起，凸起壳体内均设置有图像采集模块；所述白色U型通道、透明U型通道均插入固定在双层计数通道壳体中空过道内，且透明U型通道设置在白色U型通道下方，两者将双层计数通道壳体中空过道划分为上下两层通道；所述白光补光灯设置在中空过道两侧内壁上，用于对内部提供充足的光源。

上述技术方案中，进一步地，所述前置通道包括前置通道壳体、鱼类分层器和鱼类承接器；所述鱼类承接器为一容器，底部设置有条形开口，用于承接从上方供给的鱼类；所述前置通道壳体靠近封闭端底部设置有可连接吸鱼泵的接口，中间部位设置一排条形漏水孔，漏水孔下方为U型凹槽，凹槽底部设置有水管连接口，用于连接水泵供水或作为排水口排水；鱼类承接器可拆卸地安装于前置通道壳体上，鱼类分层器安装于前置通道壳体末端，所述鱼类分层器设置有若干个通道，用于对鱼类进行分流，使得鱼类分散进入双层计数通道的上下通道。

更进一步地，所述鱼类分层器分为上下两层，上层通过圆柱筒间隔分布，可对鱼类进行大小进行初步分筛，厚度小于圆柱筒的鱼类进入双层计数通道的下层通道，其余鱼类进入双层计数通道的上层通道。