本發(fā)明涉及一種自動計數(shù)裝置，尤其涉及一種適用于計算機(jī)視覺檢測技術(shù)對水產(chǎn)動物幼苗進(jìn)行自動計數(shù)的裝置。

背景技術(shù)：

在水產(chǎn)動物養(yǎng)殖的過程中對一定水域的幼苗放養(yǎng)密度、計量投放飼料、直至幼苗運(yùn)輸銷售等環(huán)節(jié)均需對幼苗進(jìn)行定量計數(shù)。長期以來，國內(nèi)外對水產(chǎn)動物幼苗計數(shù)裝置進(jìn)行了積極的研究工作，但遍查國內(nèi)外專利文獻(xiàn)和非專利文獻(xiàn)，所獲資料較少，并且在現(xiàn)有的儀器中，要么結(jié)構(gòu)復(fù)雜且造價高昂，要么結(jié)構(gòu)簡陋且誤差較大。就國內(nèi)而言，現(xiàn)在的計數(shù)方法一般仍然采用傳統(tǒng)的方法，即量少時采用人工計數(shù)；量多時則采用分格法、抽樣法用一部分樣本來估算總量，這些方法誤差較大，容易引起買賣雙方的爭議，影響了水產(chǎn)動物幼苗的正常養(yǎng)殖工作。因此，目前迫切需要研制一種較為客觀合理、計數(shù)準(zhǔn)確的計量方法和裝置。

近年來，由于目前計算機(jī)行業(yè)發(fā)展迅猛，計算機(jī)的運(yùn)算處理功能也十分強(qiáng)大，進(jìn)而新興的計算機(jī)視覺檢測技術(shù)，為傳統(tǒng)的水產(chǎn)動物幼苗計數(shù)方法開辟了一扇新的大門。所謂計算機(jī)視覺檢測的基本原理就是用計算機(jī)來代替人的眼睛和大腦，對客觀世界進(jìn)行感知和理解以完成特定的任務(wù)。其檢測的基本過程是通過各種攝像頭或相機(jī)獲取圖像并輸入計算機(jī)，采用一定的算法完成圖像預(yù)處理和圖像特征提取，應(yīng)用模式識別方法來達(dá)到對處理過的源圖像進(jìn)行識別、分類、計數(shù)等，從而完成對圖像的分析和理解。運(yùn)用計算機(jī)視覺檢測的方法計數(shù)有著誤差小、速度快，且不會對水產(chǎn)動物幼苗生命體造成不良影響等優(yōu)點(diǎn)。

因此，設(shè)計發(fā)明一種新的自動計數(shù)裝置，以配合計算機(jī)視覺檢測技術(shù)在水產(chǎn)動物幼苗計數(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，顯然十分必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于計算機(jī)視覺檢測技術(shù)的水產(chǎn)動物幼苗自動計數(shù)裝置，能夠配合相應(yīng)的計算機(jī)視覺檢測技術(shù)實(shí)現(xiàn)對不同種類的水產(chǎn)動物幼苗（如：牡蠣、螺螄、蝦類等）進(jìn)行獲取、拍照、排出等快速處理，并為相應(yīng)的計算機(jī)視覺檢測技術(shù)提供所需要的原始圖像。

為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明由箱體、儲物箱、儲水箱（2個）、大電磁閥、小電磁閥（2個）、粗管道、細(xì)管道（2個）、下坡板、柔性連接件、取像板、固定桿、固定桿同步輪、履帶、電機(jī)同步輪、電機(jī)、CCD攝像頭、含有圖像采集卡的PC機(jī)、單片機(jī)控制器以及支架組成。

所述箱體按照從左至右以1:2比例分為A、B兩區(qū)，所述箱體B區(qū)外部正中間處下方前后各有一個圓孔，所述箱體B區(qū)右側(cè)下方有一個長方形開口，且所述長方形開口下方有一個由左至右逐漸下降的坡板。

所述箱體A區(qū)上板上方通過大電磁閥連接儲物箱、通過小電磁閥連接一個儲水箱、通過另一個小電磁閥連接另一個儲水箱，所述箱體A區(qū)上板下方通過大電磁閥連接粗管道、通過小電磁閥連接一個細(xì)管道，通過另一個小電磁閥連接一個細(xì)管道，且所述粗管道固定在所述箱體A區(qū)上板上方正中心，所述兩個細(xì)管道固定在所述箱體A區(qū)上板上方，且兩個細(xì)管道關(guān)于所述箱體A區(qū)上板上方正中心，即粗管道中心所在位置的所處的中線相對稱。

所述下坡板安裝在所述箱體A區(qū)內(nèi)部左側(cè)，且所述下坡板位于所述粗管道與兩個所述細(xì)管道正下方，所述下坡板通過所述柔性連接件與所述取像板相連接。所述下坡板長度與所述箱體內(nèi)部寬度相同，所述柔性連接件長度與所述箱體內(nèi)部寬度相同，所述取像板寬度與所述箱體內(nèi)部寬度相比，左右各減少1mm。

所述固定桿直徑小于所述箱體B區(qū)的圓孔直徑1mm，且所述固定桿通過所述箱體B區(qū)圓孔貫穿于整個所述箱體，且所述固定桿左右兩端各連接一個軸承座，且兩個軸承座固定于所述支架上，且所述取像板固定于所述固定桿之上，所述取像板上表面右側(cè)末端緊貼于所述箱體B區(qū)右側(cè)下方長方形開口的上方且取像板寬度與長方形開口長度相同。

所述CCD攝像頭固定于所述箱體上板B區(qū)下方正中心，所述CCD攝像頭取景范圍剛好為所述取像板上方所在所述箱體B區(qū)的全部范圍。

所述箱體固定于所述支架上方。為所述裝置結(jié)構(gòu)局部放大立體示意圖，所述電機(jī)固定于所述支架上，所述電機(jī)末端連接所述電機(jī)同步輪，且固定桿末端安裝所述固定桿同步輪，所述電機(jī)與所述軸承座位于所述箱體外部前方，所述電機(jī)同步輪與所述固定桿同步輪通過所述履帶相連接，并且所述履帶處于張緊狀態(tài)，所述固定桿可以隨著所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。

所述大電磁閥、所述兩個小電磁閥與所述電機(jī)由所述單片機(jī)控制器所連接并控制，所述單片機(jī)控制器和所述CCD攝像頭與所述含有圖像采集卡的PC機(jī)分別連接。

初始狀態(tài)下，將需要進(jìn)行計數(shù)的水產(chǎn)動物幼苗和適量的水共同加入到所述儲物箱中，將適量的水加入到兩個所述儲水箱，大電磁閥與兩個小電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)，CCD攝像頭處于開啟狀態(tài)，且所述取像板的位置為平行于水平面，履帶處于張緊狀態(tài)。

裝置開始工作后，單片機(jī)控制器控制大電磁閥打開，使儲物箱中適量的水和水產(chǎn)動物幼苗一同流經(jīng)粗管道，經(jīng)過下坡板的緩沖與引導(dǎo)，再經(jīng)過柔性連接件，進(jìn)入取像板，由于取像板的寬度與箱體內(nèi)部寬度相比左右兩端各短1mm，所以與水產(chǎn)動物幼苗一同流下的多余的水將通過取像板左右兩端與箱體內(nèi)部所形成的兩個狹長的縫隙逐漸流出進(jìn)入到箱體內(nèi)部的下方，由于兩邊的縫隙寬度只有1mm，柔性連接件長度與箱體內(nèi)部寬度相同，并且取像板上表面與箱體B區(qū)右側(cè)下方的長方形開口上端緊貼且取像板寬度與長方形開口長度相同，所以不會使取像板上的水產(chǎn)動物幼苗流出取像板。由于水面高度慢慢降低，使得取像板上的水產(chǎn)動物幼苗缺少了活動所需要的介質(zhì)，所以取像板上的水產(chǎn)動物幼苗們逐漸停止活動。待取像板上的水產(chǎn)動物幼苗基本全部靜止不動后，在PC機(jī)的控制下，CCD攝像頭對取像板上的水產(chǎn)動物幼苗進(jìn)行拍照，并將相應(yīng)的照片傳回PC機(jī)的圖像采集卡中。當(dāng)所拍攝的照片傳回至PC機(jī)時，PC機(jī)開始對水產(chǎn)動物幼苗進(jìn)行計數(shù)，同時，在單片機(jī)控制器的控制下，電機(jī)開始順時針方向轉(zhuǎn)動，由于履帶張緊，所以電機(jī)帶動固定桿順時針方向轉(zhuǎn)動，從而使固定于固定桿上的取像板向右側(cè)傾斜一定角度，當(dāng)取像板開始傾斜的同時，單片機(jī)控制器控制兩個小電磁閥打開，使兩個儲水箱中的水流經(jīng)兩個細(xì)管道，再經(jīng)過下坡板和柔性連接件，進(jìn)入取像板，由于柔性連接件的柔性特點(diǎn)，所以不會影響到取像板轉(zhuǎn)動，在重力的作用下，取像板上的水產(chǎn)動物幼苗被水沖離裝置，完成一次對原始圖像采集的裝置需要。當(dāng)取像板向右傾斜5°時，在單片機(jī)控制器的控制下，控制取像板處于傾斜狀態(tài)保持3秒，之后控制大電磁閥和兩個小電磁閥回到初始關(guān)閉狀態(tài)，同時控制電機(jī)逆時針方向轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角度與工作時順時針轉(zhuǎn)動角度相同，使固定桿上的取像板回歸初始與水平面平行的狀態(tài)，以備裝置下次工作。PC機(jī)對CCD攝像頭所采集的原始圖像以相應(yīng)的計算機(jī)視覺檢測技術(shù)進(jìn)行圖像處理，從而對水產(chǎn)動物幼苗進(jìn)行計數(shù)。

與現(xiàn)有的傳統(tǒng)水產(chǎn)動物幼苗計數(shù)方法相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明為計算機(jī)視覺檢測技術(shù)應(yīng)用于漁產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，提供了一種新型的應(yīng)用平臺，從而使計算機(jī)視覺檢測技術(shù)在水產(chǎn)動物幼苗計數(shù)領(lǐng)域的使用范圍更加廣泛，進(jìn)而降低了傳統(tǒng)水產(chǎn)動物幼苗計數(shù)方法所帶來的誤差，解決了人工檢測難以保持的連續(xù)長時間工作能力以及人為主觀因素等問題。本發(fā)明結(jié)構(gòu)較為簡單，組裝方便、技術(shù)誤差小且不會對水產(chǎn)動物幼苗本體生命造成不良影響，在基層漁民使用推廣中具有較高的商業(yè)潛能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明技術(shù)裝置零件“箱體”的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明技術(shù)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意主視圖。

圖3為本發(fā)明技術(shù)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意左視圖。

圖4為本發(fā)明技術(shù)裝置主要傳動機(jī)構(gòu)立體示意圖。

圖5為本發(fā)明技術(shù)裝置計數(shù)工作區(qū)局部放大俯視圖。

圖6為本發(fā)明技術(shù)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由于工作狀態(tài)所發(fā)生變化的示意主視圖。

圖中，1.箱體，2.下坡板，3.細(xì)管道，4.粗管道，5.細(xì)管道，6.小電磁閥，7.大電磁閥，8.小電磁閥，9.儲水箱，10.儲物箱，11.儲水箱，12.CCD攝像頭，13.圖像采集卡，14.PC機(jī)，15.取像板，16.履帶，17.電機(jī)，18，固定桿，19.支架，20.柔性連接件，21.軸承座，22.固定桿同步輪，23.電機(jī)同步輪，24.軸承座，25.單片機(jī)控制器。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。

如圖1所示，為箱體結(jié)構(gòu)示意主視圖，將所述箱體1按照從左至右以1:2比例分為A、B兩區(qū)，所述箱體B區(qū)外部正中間處下方前后各有一個圓孔，所述箱體B區(qū)右側(cè)下方有一個長方形開口，且所述長方形開口下方有一個由左至右逐漸下降的坡板。

如圖2所示，為裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意左視圖，所述箱體A區(qū)上板上方通過大電磁閥7連接儲物箱10、通過小電磁閥6連接一個儲水箱9、通過另一個小電磁閥8連接另一個儲水箱11，所述箱體A區(qū)上板下方通過大電磁閥7連接粗管道4、通過小電磁閥6連接一個細(xì)管道3，通過另一個小電磁閥8連接一個細(xì)管道5，且所述粗管道4固定在所述箱體A區(qū)上板上方正中心，所述兩個細(xì)管道3、5固定在所述箱體A區(qū)上板上方，且兩個細(xì)管道3、5關(guān)于所述箱體A區(qū)上板上方正中心，即粗管道4中心所在位置的中線相對稱。

如圖3所示，為裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意主視圖，所述下坡板2安裝在所述箱體A區(qū)內(nèi)部左側(cè)，且所述下坡板位于所述粗管道與兩個所述細(xì)管道3、5正下方，所述下坡板2通過所述柔性連接件20與所述取像板15相連接。如圖2所示，所述下坡板2長度與所述箱體1內(nèi)部寬度相同，所述柔性連接件20長度與所述箱體1內(nèi)部寬度相同，所述取像板15寬度與所述箱體1內(nèi)部寬度相比，左右各減少1mm。

如圖2所示，所述固定桿18直徑小于所述箱體B區(qū)的圓孔直徑1mm，且所述固定桿通過所述箱體B區(qū)圓孔貫穿于整個所述箱體，且所述固定桿左右兩端各連接一個軸承座21、24，且兩個軸承座固定于所述支架19上，且所述取像板15固定于所述固定桿18之上，如圖3所示，所述取像板15上表面右側(cè)末端緊貼于所述箱體B區(qū)右側(cè)下方長方形開口的上方且取像板寬度與長方形開口長度相同。

所述CCD攝像頭12固定于所述箱體上板B區(qū)下方正中心，所述CCD攝像頭取景范圍剛好為所述取像板上方所在所述箱體B區(qū)的全部范圍。

如圖3所示，所述箱體固定于所述支架上方。如圖4所示，為所述裝置結(jié)構(gòu)局部放大立體示意圖，所述電機(jī)17固定于所述支架19上，所述電機(jī)17末端連接所述電機(jī)同步輪23，且固定桿末端安裝所述固定桿同步輪，所述電機(jī)17與所述軸承座21位于所述箱體1外部前方，所述電機(jī)同步輪與所述固定桿同步輪22通過所述履帶16相連接，并且所述履帶16處于張緊狀態(tài)，所述固定桿18可以隨著所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。

如圖3所示，所述大電磁閥7、所述兩個小電磁閥6、8與所述電機(jī)17由所述單片機(jī)控制器25所連接并控制，所述單片機(jī)控制器25和所述CCD攝像頭與所述含有圖像采集卡13的PC機(jī)14分別連接。

初始狀態(tài)下，將需要進(jìn)行計數(shù)的水產(chǎn)動物幼苗和適量的水共同加入到所述儲物箱10中，將適量的水加入到兩個所述儲水箱9、11，大電磁閥7與兩個小電磁閥6、8處于關(guān)閉狀態(tài)，CCD攝像頭12處于開啟狀態(tài)，且所述取像板15的位置為平行于水平面，履帶16處于張緊狀態(tài)，具體實(shí)施步驟如下：

1.單片機(jī)控制器控制大電磁閥打開，使儲物箱中適量的水和水產(chǎn)動物幼苗一同流經(jīng)粗管道，經(jīng)過下坡板的緩沖與引導(dǎo)，再經(jīng)過柔性連接件，進(jìn)入取像板，由于取像板的寬度與箱體內(nèi)部寬度相比左右兩端各短1mm，所以與水產(chǎn)動物幼苗一同流下的多余的水將通過取像板左右兩端與箱體內(nèi)部所形成的兩個狹長的縫隙逐漸流出進(jìn)入到箱體內(nèi)部的下方，由于兩邊的縫隙寬度只有1mm，柔性連接件長度與箱體內(nèi)部寬度相同，并且取像板上表面與箱體B區(qū)右側(cè)下方的長方形開口上端緊貼且取像板寬度與長方形開口長度相同，如圖5所示，所以不會使取像板上的水產(chǎn)動物幼苗流出取像板15。由于水面高度慢慢降低，使得取像板上的水產(chǎn)動物幼苗缺少了活動所需要的介質(zhì)，所以取像板15上的水產(chǎn)動物幼苗們逐漸停止活動。

2.待取像板上的水產(chǎn)動物幼苗基本全部靜止不動后，在PC機(jī)的控制下，CCD攝像頭對取像板上的水產(chǎn)動物幼苗進(jìn)行拍照，并將相應(yīng)的照片傳回PC機(jī)的圖像采集卡中。

3.當(dāng)所拍攝的照片傳回至PC機(jī)時，PC機(jī)開始對水產(chǎn)動物幼苗進(jìn)行計數(shù)，同時，在單片機(jī)控制器的控制下，電機(jī)開始順時針方向轉(zhuǎn)動，由于履帶張緊，所以電機(jī)帶動固定桿順時針方向轉(zhuǎn)動，從而使固定于固定桿上的取像板向右側(cè)傾斜一定角度，當(dāng)取像板開始傾斜的同時，單片機(jī)控制器控制兩個小電磁閥6、8打開，使兩個儲水箱9、11中的水流經(jīng)兩個細(xì)管道3、5，再經(jīng)過下坡板2和柔性連接件20，進(jìn)入取像板，由于柔性連接件20的柔性特點(diǎn)，所以不會影響到取像板15轉(zhuǎn)動，在重力的作用下，取像板上的水產(chǎn)動物幼苗被水沖離裝置，完成一次對原始圖像采集的裝置需要，如圖6所示。

4.當(dāng)取像板向右傾斜5°時，在單片機(jī)控制器的控制下，控制取像板處于傾斜狀態(tài)保持3秒，之后控制大電磁閥和兩個小電磁閥6、8回到初始關(guān)閉狀態(tài)，同時控制電機(jī)17逆時針方向轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角度與工作時順時針轉(zhuǎn)動角度相同，使固定桿18上的取像板回歸初始與水平面平行的狀態(tài)，以備裝置下次工作。

5.PC機(jī)14對CCD攝像頭12所采集的原始圖像以相應(yīng)的計算機(jī)視覺檢測技術(shù)進(jìn)行圖像處理，進(jìn)而對水產(chǎn)動物幼苗進(jìn)行計數(shù)。