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    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
    1. 实时监控鱼群密度、活动区域和分布均匀性;
    2. 分析密度与养殖行为的关系,优化投喂和养殖管理;
    3. 提前预警密度过高引起的缺氧、抢食、疾病爆发等风险;
    4. 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:
    • 人为误差大,无法量化养殖密度与个体生长关系;
    • 密度过高易导致病害、死亡率上升,难以及时识别;
    • 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:
    • 鱼群轮廓与数量识别;
    • 运动轨迹与密集度区域划分;
    • 个体尺寸变化趋势判断;
    • 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
    • 精准计数:立体视觉识别误差小,适应不同光照/水质环境;
    • 分布追踪:可识别鱼群活动分布图谱与局部拥挤区域;
    • 联动环境:结合水质传感器(溶解氧、氨氮等)进行交叉分析;
    • 远程可视:平台+App支持远程监控与视频查看;
    • 自动分析:系统生成日报、周报、预警报告,提高管理效率;
    • 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
    功能用途
    水下双目摄像头
    实现鱼群立体视觉采集
    图像采集与处理主机
    图像分析、密度计算、数据传输
    溶解氧/氨氮传感器
    水环境状态联动识别
    4G无线传输模块
    视频与数据上传至云平台
    水下防腐外壳与固定支架
    保证设备水下稳定运行
    太阳能供电或岸电系统
    保证系统不间断供电

    八、硬件参数(量程、精度)
    项目
    参数范围或性能
    摄像分辨率
    1920×1080 / 3840×2160,低照度高清采集
    立体基线长度
    80–120mm(根据养殖环境定制)
    深度测量精度
    ±2–5cm(视鱼群距离、水质清澈度等而定)
    识别准确率
    单帧计数准确率≥95%
    水下防护等级
    IP68,耐压深度10–20米
    通信方式
    4G/有线以太网/WiFi,支持远程配置与监控
    存储与上传频率
    实时传输或周期采样上传(可配置)
    供电方式
    太阳能+电池或220V岸电

    九、方案实现
    1. 布设点位:选择典型养殖池塘或网箱区域,固定安装摄像头;
    2. 接入系统:部署图像处理主机与环境传感器,联接数据平台;
    3. 调试模型:根据养殖种类训练识别模型,适配拍摄环境;
    4. 实时监测:系统持续识别鱼群图像并计算密度数据;
    5. 联动水质:同步采集水质数据,生成综合分析报告;
    6. 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
    • 实时显示鱼群密度热力图个体数量变化曲线
    • 动态对比不同区域密度差异与活跃度指标;
    • 与水质、投喂记录联动分析密度变化成因;
    • 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
    • 设置密度阈值与个体活跃度阈值;
    • 系统自动识别密度异常(如过密、拥挤角落、运动迟缓);
    • 启动预警通知机制(短信、微信、平台提示);
    • 提供管理建议(增氧、控料、分群等);
    • 支持远程调阅数据与视频核查。

    十二、方案优点
    • 精准可视化:从“看不到”到“看得清、数得准”;
    • 降本增效:减少盲目投料与风险损耗,提高养殖效益;
    • 智能化管理:系统全天候运行,适应无人值守养殖场需求;
    • 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
    • 工厂化循环水养殖车间
    • 网箱养殖、池塘精养区域
    • 稻渔综合种养模式
    • 海水与淡水鱼类精细化养殖管理
    • 智慧渔业产业园区、科研基地

    十四、效益分析
    维度
    效益描述
    经济效益
    控制病害密度、优化投料,养殖产量提升8–15%;
    管理效益
    实现精细化、数字化养殖管理模式,减少人工巡查;
    风险控制
    及时识别异常密度聚集,提前干预,降低死亡风险;
    数据价值
    为产量评估、生态调控、精准投喂提供数据支撑。

    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。
    智能灌溉硬件提供商

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