养殖密度水下双目摄像应用方案
时间:2025-04-07
涉川
一、方案介绍
本方案采用水下双目摄像头结合人工智能图像识别技术,实现对养殖水体中鱼类、虾蟹等对象的密度估算、分布追踪、活动规律分析。通过构建立体视觉模型,自动识别养殖对象的数量、体型、分布密度变化,并与环境参数(溶解氧、氨氮等)联动,实现对过密、密度不均、水体承载异常等情况的智能预警与优化建议。
系统结合4G无线传输技术,将数据和视频实时上传至云平台,管理者可通过电脑或手机远程查看,实现“少人化”与“可视化”管理。
二、监测目标
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实时监控鱼群密度、活动区域和分布均匀性;
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分析密度与养殖行为的关系,优化投喂和养殖管理;
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提前预警密度过高引起的缺氧、抢食、疾病爆发等风险;
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建立个体生长、数量动态数据库,辅助产量评估和科学养殖。
三、需求分析
传统养殖中,密度判断主要依赖人工观察或经验估算,存在以下问题:
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人为误差大,无法量化养殖密度与个体生长关系;
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密度过高易导致病害、死亡率上升,难以及时识别;
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在大水面、多池塘养殖中,人工巡查成本高、反应慢。
因此,亟需一种全天候、智能化、远程可视的自动监测系统来进行密度管理。
四、监测方法
系统通过部署双目水下摄像头,对养殖区域内的图像进行立体采集,再由AI识别算法提取:
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鱼群轮廓与数量识别;
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运动轨迹与密集度区域划分;
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个体尺寸变化趋势判断;
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基于图像深度还原三维密度分布。
结合环境传感器数据,动态分析密度-环境关系,实现数据驱动的养殖管理。
五、应用原理
1. 双目视觉原理:
双目摄像头模拟人眼结构,两个镜头间有固定基线,通过对同一目标从不同角度拍摄,计算视差并恢复深度信息,从而实现立体识别与空间距离测算。
2. AI图像识别原理:
采用深度学习模型(如YOLO、Mask R-CNN)对鱼群图像进行分割、分类、计数,并建立动态行为模型。
3. 密度估算原理:
结合识别出的个体数量、个体尺寸与拍摄区域空间体积,计算单位体积内生物数量,得到实时密度数据。
六、功能特点
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精准计数:立体视觉识别误差小,适应不同光照/水质环境;
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分布追踪:可识别鱼群活动分布图谱与局部拥挤区域;
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联动环境:结合水质传感器(溶解氧、氨氮等)进行交叉分析;
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远程可视:平台+App支持远程监控与视频查看;
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自动分析:系统生成日报、周报、预警报告,提高管理效率;
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智能告警:出现异常密度、活跃度低下时自动预警。
七、硬件清单
设备名称
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功能用途
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水下双目摄像头
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实现鱼群立体视觉采集
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图像采集与处理主机
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图像分析、密度计算、数据传输
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溶解氧/氨氮传感器
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水环境状态联动识别
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4G无线传输模块
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视频与数据上传至云平台
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水下防腐外壳与固定支架
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保证设备水下稳定运行
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太阳能供电或岸电系统
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保证系统不间断供电
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八、硬件参数(量程、精度)
项目
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参数范围或性能
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摄像分辨率
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1920×1080 / 3840×2160,低照度高清采集
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立体基线长度
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80–120mm(根据养殖环境定制)
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深度测量精度
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±2–5cm(视鱼群距离、水质清澈度等而定)
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识别准确率
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单帧计数准确率≥95%
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水下防护等级
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IP68,耐压深度10–20米
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通信方式
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4G/有线以太网/WiFi,支持远程配置与监控
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存储与上传频率
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实时传输或周期采样上传(可配置)
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供电方式
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太阳能+电池或220V岸电
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九、方案实现
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布设点位:选择典型养殖池塘或网箱区域,固定安装摄像头;
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接入系统:部署图像处理主机与环境传感器,联接数据平台;
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调试模型:根据养殖种类训练识别模型,适配拍摄环境;
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实时监测:系统持续识别鱼群图像并计算密度数据;
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联动水质:同步采集水质数据,生成综合分析报告;
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远程管理:平台自动生成密度报告、告警通知,支持远程操作。
十、数据分析
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实时显示鱼群密度热力图与个体数量变化曲线;
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动态对比不同区域密度差异与活跃度指标;
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与水质、投喂记录联动分析密度变化成因;
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输出日报、周报、月报、视频回看与事件回溯功能。
十一、预警决策
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设置密度阈值与个体活跃度阈值;
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系统自动识别密度异常(如过密、拥挤角落、运动迟缓);
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启动预警通知机制(短信、微信、平台提示);
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提供管理建议(增氧、控料、分群等);
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支持远程调阅数据与视频核查。
十二、方案优点
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精准可视化:从“看不到”到“看得清、数得准”;
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降本增效:减少盲目投料与风险损耗,提高养殖效益;
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智能化管理:系统全天候运行,适应无人值守养殖场需求;
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可扩展性强:可集成自动投喂、智能增氧等系统联动控制。
十三、应用领域
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工厂化循环水养殖车间
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网箱养殖、池塘精养区域
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稻渔综合种养模式
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海水与淡水鱼类精细化养殖管理
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智慧渔业产业园区、科研基地
十四、效益分析
维度
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效益描述
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经济效益
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控制病害密度、优化投料,养殖产量提升8–15%;
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管理效益
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实现精细化、数字化养殖管理模式,减少人工巡查;
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风险控制
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及时识别异常密度聚集,提前干预,降低死亡风险;
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数据价值
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为产量评估、生态调控、精准投喂提供数据支撑。
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十五、案例分享
广东珠海某对虾养殖场应用案例
通过部署水下双目系统,管理人员发现部分水域密度异常高且活跃度下降,系统自动预警后采取分池养殖、增氧措施,减少死亡率约20%,年终产量提升约12%,被当地渔业部门列为智慧养殖推广示范项目。
通过部署水下双目系统,管理人员发现部分水域密度异常高且活跃度下降,系统自动预警后采取分池养殖、增氧措施,减少死亡率约20%,年终产量提升约12%,被当地渔业部门列为智慧养殖推广示范项目。
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