基于嵌入式机器视觉的浮饵自动投放装置研制

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1、分类号S24密级公开UDC626.8编号10299S1307075硕士学位论文基于嵌入式机器视觉的浮饵自动投放装置研制ResearchandDevelopmentofAutomaticBaitFeedingDevicebasedonEmbeddedMachineVision指导教师张荣标作者姓名王吉祥申请学位级别硕士学科(专业)农业电气化与自动化论文提交日期2016年5月论文答辩日期2016年6月学位授予单位和日期江苏大学2016年6月答辩委员会主席评阅人学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社

2、有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布（包括刊登）授权江苏大学研究生院办理。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注

3、明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日江苏大学硕士学位论文摘要随着经济和科学技术的发展，水产养殖业由粗放走向精细化是必然趋势。目前我国水产养殖业呈现单位产量低、效益低、污染严重、可持续性差、机械化和自动化程度不高等现状，严重限制了水产养殖业的高效发展。另外传统投饲手段采用人工投饲方式，成本越来越高，并且全凭主观意识判断投

4、饲量，数量过高会浪费饲料、增加成本、污染养殖环境，数量过低会导致养殖对象生长参差不齐。因此本课题利用先进的嵌入式机器视觉技术研发水产养殖自动投饲装置，能够合理使用饲料，提高养殖效益。目前，国内利用嵌入式机器视觉和水产养殖业相结合的技术研究较少。本课题用图像分析技术与嵌入式技术相结合实现嵌入式机器视觉在水产养殖业中的应用，主要内容可归纳为以下几方面：（1）运用分水岭算法识别池塘水面浮饵图像。分水岭算法属于区域检测分割方法，使用分水岭算法对图片中的浮饵进行分割，并与常见的几种边缘检测分割算法的效果作对比，发现区域检测分割的方法更适合浮饵分割。但是在分水岭算法

5、进行浮饵目标分割过程中容易出现过分割问题，所以先采用滤波去噪、灰度增强及数学形态学与分水岭算法相结合的图像处理方法，再使用分水岭分割浮饵图像，并基于最小二乘支持向量机对图像中的浮饵进行识别和个数统计。（2）基于模糊控制方法对投饲系统有效控制。由于投饲控制系统具有非线性、时变性、多变量耦合等特征，使用传统方法很难实现精细化投喂，所以本课题在投饲控制系统中加入模糊控制方法。根据模糊控制的基本原理和结构建立以剩余浮饵数和鱼群进食速度为输入变量，投饵时间为输出变量的模糊控制器以及模糊控制表。通过投饲实验证实模糊控制可以降低残饵量和提高养殖效益。在解决上述关键技术

6、基础上并完成相关平台搭建和具体实验后，得出的研究结果表明：使用机器视觉的浮饵自动投放装置，浮饵识别率较高，投料比较合理，浮饵浪费较少，能有效提高投饲效益，符合精细化水产养殖的需求。关键词：嵌入式机器视觉，最小二乘支持向量机，分水岭算法，模糊控制方法，自动投饵机I江苏大学硕士学位论文ABSTRACTWiththeprogressofscienceandtechnologyandnationaleconomydevelopment,theaquacultureisdevelopingfromtheextensivemodetotherefinement.Bu

7、tforalongtime,thefeedersusedtraditionalmethodstofeed,whichtookalongtime,consumedmuchresource,andwaslowinefficiency,thissituationlimitstheefficiencyofaquaculturedevelopment.Thetraditionalartificialfeedingexiststhehighpriceoflabor,feedinglevelsalldependsonthesubjectivejudgmentconsc

8、iousness,toohighfeedinglevelsmaycausefee