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基于水面红外图像的深海网箱鱼群夜间智能监测方法研究
1
作者
要紫丹
黄小华
+3 位作者
李根
胡昱
庞国良
袁太平
《南方水产科学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期81-88,共8页
获取深海网箱养殖过程鱼群活动数据,开展鱼群监测是提升深海养殖效率、降低养殖成本的有效手段。基于水面红外相机,利用深度学习前沿技术,提出了一种鱼群智能监测方法。该方法涉及鱼群识别及计数、鱼体分割和鱼体游向判断3个功能模块。...
获取深海网箱养殖过程鱼群活动数据,开展鱼群监测是提升深海养殖效率、降低养殖成本的有效手段。基于水面红外相机,利用深度学习前沿技术,提出了一种鱼群智能监测方法。该方法涉及鱼群识别及计数、鱼体分割和鱼体游向判断3个功能模块。首先,通过红外相机采集鱼类的图像信息,并进行标注以构建数据集,然后采用改进的Faster RCNN模型,以Mobilenetv2+FPN网络作为特征提取器,实现鱼类的准确识别,并输出包围框表征鱼类个体位置。其次,从框图内选择亮度前20%的像素点作为分割提示点,利用Segment Anything Model对图像进行分割,生成鱼体分割图。最后,通过对鱼体分割图进行椭圆拟合处理,可以判定鱼类的游向信息。改进的Faster RCNN模型在进行100次迭代训练后,平均精确率达到84.5%,每张图片的检测时间为0.042 s。结果表明,在水面红外图像的鱼类数据集上,所提出的改进Faster RCNN模型和椭圆拟合等关键技术能够实现对鱼群的自动监测。
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关键词
深海网箱
鱼群监测
红外图像
目标检测
实例分割
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职称材料
深水网箱网衣清洗装备关键部件设计及试验
被引量：
1
2
作者
袁太平
廖宇琦
+4 位作者
黄小华
胡昱
陶启友
李根
庞国良
《南方水产科学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期25-33,共9页
针对我国深远海大型网箱养殖网衣清洗装备缺乏的难题,基于高压射流空化原理,研制了一种双体深水网箱网衣清洗装备。采用数学建模及物理试验方法,建立了清洗装备关键部件的水动力特性分析方程,开展清洗装备水下清洗试验,探究了不同工况...
针对我国深远海大型网箱养殖网衣清洗装备缺乏的难题,基于高压射流空化原理,研制了一种双体深水网箱网衣清洗装备。采用数学建模及物理试验方法,建立了清洗装备关键部件的水动力特性分析方程,开展清洗装备水下清洗试验,探究了不同工况下的喷嘴孔径、喷嘴与转盘夹角(喷嘴轴线与分流转盘盘面所呈角度)、靶距对清洗装备污损生物清洁率的影响。结果表明:网衣挂板污损生物去除率受靶距、喷嘴孔径、喷嘴和转盘夹角等多因素影响,试验参数范围内网衣清洗装备污损生物去除率为30.26%~72.55%;试验范围内喷嘴孔径为1.0 mm,喷嘴与转盘夹角为60°,靶距为0 cm时网衣挂板污损生物去除率最大,靶距对网衣挂板污损生物去除率的影响最为显著。贝类污损生物在清洗装备空化射流冲击作用下主要以壳体破碎形式脱落,网面主要残留物为具有较强吸附力的软质足丝盘。研究结果进一步优化了水下清洗装备系统的参数配置,为网衣清洗装备的设计提供了理论支撑。
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关键词
深水网箱
网衣清洗
清洗转盘
污损生物
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职称材料
基于Gazebo的深海网箱洗网机器人动力学仿真平台搭建
被引量：
1
3
作者
邢旺
黄小华
+2 位作者
李根
庞国良
袁太平
《南方水产科学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期1-10,共10页
深海网箱养殖是重要的海水养殖模式,网箱网衣的定期清洗是确保养殖质量和安全的关键环节。目前,网衣普遍采用人工清洗,不仅费时费力,且随着深海网箱规格越来越大,人工方式难度显著提升。洗网机器人为深海网箱网衣清洗提供了更加安全、...
深海网箱养殖是重要的海水养殖模式,网箱网衣的定期清洗是确保养殖质量和安全的关键环节。目前,网衣普遍采用人工清洗,不仅费时费力,且随着深海网箱规格越来越大,人工方式难度显著提升。洗网机器人为深海网箱网衣清洗提供了更加安全、便捷的方式;然而,洗网机器人在贴网清洁和水下穿梭过程中,受力难建模、状态难观测,设计抗扰动能力强、能耗低的控制器困难,开展全面实验及数据记录成本高、时间长。针对上述问题,在物理仿真环境Gazebo的基础上,考虑了推进器和洗盘的存在,并分析了在水下环境中诸如附加质量、阻尼等各项水动力学特性以及流场环境等因素对洗网机器人的影响,构建了一套洗网机器人仿真系统,使得洗网机器人水下工作完备数据易获得、控制性能易验证、模型性能易对比,从而助力洗网机器人的控制器开发。
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关键词
洗网机器人
深海网箱
Gazebo
运动仿真
水动力建模
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职称材料
题名
基于水面红外图像的深海网箱鱼群夜间智能监测方法研究
1
作者
要紫丹
黄小华
李根
胡昱
庞国良
袁太平
机构
浙江海洋大学
中国水产科学研究院南海水产研究所/农业农村部外海渔业可持续利用重点实验室/广东省网箱工程技术研究中心
中国
水产
科学研究院
南海
水产
研究所
热带
水产
研究
开发
中心
/三亚热带
水产
研究院
出处
《南方水产科学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期81-88,共8页
基金
国家自然科学基金面上项目(32173024)
海南省科技专项资助(ZDYF2021XDYN305,ZDYF2023XDNY066)
+2 种基金
中国水产科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助(2023TD97)
中国水产科学研究院南海水产研究所中央级公益科性研院所基本科研业务费专项资金资助(2023RC01,2022TS06)
农业农村部外海渔业可持续利用重点实验室开放基金(LOF 2023-01)。
文摘
获取深海网箱养殖过程鱼群活动数据,开展鱼群监测是提升深海养殖效率、降低养殖成本的有效手段。基于水面红外相机,利用深度学习前沿技术,提出了一种鱼群智能监测方法。该方法涉及鱼群识别及计数、鱼体分割和鱼体游向判断3个功能模块。首先,通过红外相机采集鱼类的图像信息,并进行标注以构建数据集,然后采用改进的Faster RCNN模型,以Mobilenetv2+FPN网络作为特征提取器,实现鱼类的准确识别,并输出包围框表征鱼类个体位置。其次,从框图内选择亮度前20%的像素点作为分割提示点,利用Segment Anything Model对图像进行分割,生成鱼体分割图。最后,通过对鱼体分割图进行椭圆拟合处理,可以判定鱼类的游向信息。改进的Faster RCNN模型在进行100次迭代训练后,平均精确率达到84.5%,每张图片的检测时间为0.042 s。结果表明,在水面红外图像的鱼类数据集上,所提出的改进Faster RCNN模型和椭圆拟合等关键技术能够实现对鱼群的自动监测。
关键词
深海网箱
鱼群监测
红外图像
目标检测
实例分割
Keywords
Deep-sea cage
Fish school monitoring
Infrared image
Object detection
Instance segmentation
分类号
S951.2 [农业科学—水产养殖]
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职称材料
题名
深水网箱网衣清洗装备关键部件设计及试验
被引量：
1
2
作者
袁太平
廖宇琦
黄小华
胡昱
陶启友
李根
庞国良
机构
中国
水产
科学研究院
南海
水产
研究所
热带
水产
研究
开发
中心
/三亚热带
水产
研究院
中国水产科学研究院南海水产研究所/农业农村部外海渔业可持续利用重点实验室/广东省网箱工程技术研究中心
上海海洋大学
出处
《南方水产科学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期25-33,共9页
基金
海南省科技专项资助(ZDYF2021XDNY305,ZDYF2023XDNY066)
海南省重大科技计划项目(ZDKJ2021013)
+1 种基金
中国水产科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助(2019SD10,2023XT0601,2023TD97)
广州市科技计划项目(202201010066)。
文摘
针对我国深远海大型网箱养殖网衣清洗装备缺乏的难题,基于高压射流空化原理,研制了一种双体深水网箱网衣清洗装备。采用数学建模及物理试验方法,建立了清洗装备关键部件的水动力特性分析方程,开展清洗装备水下清洗试验,探究了不同工况下的喷嘴孔径、喷嘴与转盘夹角(喷嘴轴线与分流转盘盘面所呈角度)、靶距对清洗装备污损生物清洁率的影响。结果表明:网衣挂板污损生物去除率受靶距、喷嘴孔径、喷嘴和转盘夹角等多因素影响,试验参数范围内网衣清洗装备污损生物去除率为30.26%~72.55%;试验范围内喷嘴孔径为1.0 mm,喷嘴与转盘夹角为60°,靶距为0 cm时网衣挂板污损生物去除率最大,靶距对网衣挂板污损生物去除率的影响最为显著。贝类污损生物在清洗装备空化射流冲击作用下主要以壳体破碎形式脱落,网面主要残留物为具有较强吸附力的软质足丝盘。研究结果进一步优化了水下清洗装备系统的参数配置,为网衣清洗装备的设计提供了理论支撑。
关键词
深水网箱
网衣清洗
清洗转盘
污损生物
Keywords
Cage aquaculture
Net cleaning
Cleaning rotating disc
Biofouling
分类号
S951.3 [农业科学—水产养殖]
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职称材料
题名
基于Gazebo的深海网箱洗网机器人动力学仿真平台搭建
被引量：
1
3
作者
邢旺
黄小华
李根
庞国良
袁太平
机构
浙江海洋大学
中国水产科学研究院南海水产研究所/农业农村部外海渔业可持续利用重点实验室/广东省网箱工程技术研究中心
三亚热带
水产
研究院
出处
《南方水产科学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期1-10,共10页
基金
海南省科技专项资助(ZDYF2021XDYN305,ZDYF2023XDNY066)
中国水产科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助(2023TD97,2023XT06)
+1 种基金
中国水产科学研究院南海水产研究所中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助(2022TS06,2021SD10)
广州市科技计划项目资助(202201010066)。
文摘
深海网箱养殖是重要的海水养殖模式,网箱网衣的定期清洗是确保养殖质量和安全的关键环节。目前,网衣普遍采用人工清洗,不仅费时费力,且随着深海网箱规格越来越大,人工方式难度显著提升。洗网机器人为深海网箱网衣清洗提供了更加安全、便捷的方式;然而,洗网机器人在贴网清洁和水下穿梭过程中,受力难建模、状态难观测,设计抗扰动能力强、能耗低的控制器困难,开展全面实验及数据记录成本高、时间长。针对上述问题,在物理仿真环境Gazebo的基础上,考虑了推进器和洗盘的存在,并分析了在水下环境中诸如附加质量、阻尼等各项水动力学特性以及流场环境等因素对洗网机器人的影响,构建了一套洗网机器人仿真系统,使得洗网机器人水下工作完备数据易获得、控制性能易验证、模型性能易对比,从而助力洗网机器人的控制器开发。
关键词
洗网机器人
深海网箱
Gazebo
运动仿真
水动力建模
Keywords
Net washing robot
Deep-sea cage
Gazebo
Dynamics simulation
Hydrodynamic modeling
分类号
O352 [理学—流体力学]
TP242.3 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于水面红外图像的深海网箱鱼群夜间智能监测方法研究
要紫丹
黄小华
李根
胡昱
庞国良
袁太平
《南方水产科学》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
深水网箱网衣清洗装备关键部件设计及试验
袁太平
廖宇琦
黄小华
胡昱
陶启友
李根
庞国良
《南方水产科学》
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于Gazebo的深海网箱洗网机器人动力学仿真平台搭建
邢旺
黄小华
李根
庞国良
袁太平
《南方水产科学》
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
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