一种鱼苗计数物联设备及鱼苗情况统计方法与流程

技术特征：
1.一种鱼苗计数物联设备，其特征在于：包括箱体和电源盒(4)，同时，包括远程连接的统计单元；所述电源盒(4)为箱体提供电源，所述箱体上设置有采集单元、识别单元和控制单元：所述采集单元设置在箱体内的底部，用于盛放待测鱼苗；所述识别单元设置在箱体内的顶部，用于对采集单元内的鱼苗进行拍摄；所述控制单元连接识别单元，用于控制识别单元工作并获取其拍摄的鱼苗图像，同时输出统计单元的处理结果；所述统计单元为远程服务器，通过互联网络连接控制单元，用于对鱼苗图像进行处理并得到鱼苗活鱼个数、死鱼个数以及鱼苗周期。2.根据权利要求1所述的一种鱼苗计数物联设备，其特征在于：所述采集单元为置于箱体内底部的托盘(11)，箱体侧面开设便于托盘(11)放置或取出的托盘开口(12)；所述所述识别单元包括ccd高清摄像头(21)和led灯(22)；所述控制单元包括树莓派系统(31)；所述统计单元为远程gpu服务器，树莓派系统(31)把获取到的图片通过4g/5g传输到远程gpu服务器，远程gpu服务器利用yolov4算法分别识别并计算每帧图片的数量，取其最大值作为一次采集和识别鱼苗的活鱼个数、死鱼个数以及鱼苗周期。3.一种基于权利要求2所述鱼苗计数物联设备的鱼苗情况统计方法，其特征在于：步骤为：s1、实时采集鱼苗图像：控制单元控制识别单元对鱼苗的拍摄，并采集鱼苗图像、传输至统计单元进行识别，要求1秒内采集n帧高清图像，进行移动互联网压缩传输；s2、边框检测和图片校正：统计单元对拍摄的图像进行预处理，对托盘(11)的边框检测，矫正变形图片；s3、鱼苗的识别和数量的统计：利用深度学习yolov4算法模型对鱼苗图像进行训练，通过训练特征结果识别鱼苗个体，得到鱼苗数量，包括活鱼个数和死鱼个数，并将结果回传至控制单元输出；s4、估算鱼苗周期：通过测量鱼苗长度，即统计拍摄图片中鱼苗长度，根据鱼苗长度和鱼苗生长周期对照表估算鱼苗生长周期，并将结果回传至控制单元输出。4.根据权利要求3所述的鱼苗情况统计方法，其特征在于：步骤s1中，鱼苗拍摄、采集、传输和识别时间总和控制在3～10秒内。5.根据权利要求3所述的鱼苗情况统计方法，其特征在于：步骤s1中，所述移动互联网压缩传输为通过网络传输算法，包括tcp和http自适应算法，获得稳定可靠的图片和数据的传输。6.根据权利要求3所述的鱼苗情况统计方法，其特征在于：步骤s2中，所述边框检测的具体步骤如下：1)读取拍摄图片并转换为灰度图，对灰度图进行中值滤波去掉图像中的噪声点，然后对图像进行二值化，采用thresh_binary二进制阈值化，thresh为经验阈值，大于thresh置白，否则置黑；2)托盘(11)的边缘检测，采用opencv中的canny函数，检测图像托盘(11)的边缘；3)检测图像托盘(11)的轮廓，根据给出的托盘(11)的轮廓四个角点计算图中轮廓的长度、宽度，单位为像素；
4)计算托盘(11)的图像与真实尺寸的比例，同一高度且同一物距条件下拍摄一个刻度尺，计算刻度尺在图中的坐标距离，算出像素点和真实尺寸的比例k；5)根据步骤4)中的比例k换算检测到的托盘(11)的轮廓的计算尺寸；6)根据步骤5)计算的轮廓计算尺寸和真实测量尺寸作差值，对差值和允许误差δ比较，判断边框是否完整，允许误差δ为0.1cm。7.根据权利要求6所述的鱼苗情况统计方法，其特征在于：步骤s2中，所述图片校正为根据长方形的托盘(11)的边框，完成图片的矫正；对图片边缘进行检测并提取出轮廓，通过霍夫变换检测图中是否包含直线，直到图中可以检测到直线和矩形，且图中框的长度通过比例换算与实际框的长度比较，直至误差不大于0.1cm，即完成边框的矫正。8.根据权利要求3所述的鱼苗情况统计方法，其特征在于：步骤s3中，鱼苗的识别和数量的统计：用标注软件给用来训练的图片中的鱼苗打上标签，共live，dead两类；yolov4算法模型对训练集进行迭代训练20～40个周期，直至损失率收敛于10；将图片传入优化后的yolov4算法模型进行识别，程序会给识别出来的鱼苗用识别框框出来并打上对应标签；利用程序统计活鱼标签和死鱼标签的数量就能分别统计出每张图片中活鱼与死鱼数量。9.根据权利要求3所述的鱼苗情况统计方法，其特征在于：步骤s4中，所述测量鱼苗长度的方法为：通过二值化、鱼苗边缘识别，计算鱼苗边缘图形最大间距即为鱼苗的长度，统计图片中鱼苗的长度的均值，根据鱼苗长度和鱼苗生长周期对照表估算鱼苗生长周期。10.根据权利要求9所述的鱼苗情况统计方法，其特征在于：估算鱼苗生长周期：yolov4将托盘(11)中的鱼苗识别并标记出来后，利用轮廓函数提取出所有被识别鱼苗的轮廓，求出轮廓上所有像素点之间的最大距离，即为鱼苗的长度；求出所有鱼苗长度的均值，根据鱼苗长度均值，推算出鱼苗生长周期。

技术总结
本发明公开了一种鱼苗计数物联设备及鱼苗情况统计方法，属于物联技术领域。物联设备包括箱体和电源盒，同时，包括远程连接的统计单元；电源盒为箱体提供电源，箱体上设置有采集单元、识别单元和控制单元：采集单元设置在箱体内的底部，用于盛放待测鱼苗；识别单元设置在箱体内的顶部，用于对采集单元内的鱼苗进行拍摄；控制单元连接识别单元，用于控制识别单元工作并获取其拍摄的鱼苗图像，同时输出统计单元的处理结果；统计单元为远程服务器，通过互联网络连接控制单元，用于对鱼苗图像进行处理并得到鱼苗活鱼个数、死鱼个数以及鱼苗周期。设计本发明的物联设备解决鱼苗图像实时采集、互联网传输，深度学习识别鱼苗。深度学习识别鱼苗。深度学习识别鱼苗。


技术研发人员：李伟 王悦 王春 陈诚 刘康 邰伟鹏
受保护的技术使用者：安徽工大信息技术有限公司
技术研发日：2021.09.24
技术公布日：2021/12/14