申请/专利权人：安徽农业大学

申请日：2024-04-15

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN118033648B

主分类号：G01S15/96

分类号：G01S15/96;G01S7/539;G06F18/24;G06F18/213;G06N3/0464;G06N3/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2024.05.31#实质审查的生效;2024.05.14#公开

摘要：本发明公开了一种基于超声回波的鱼群定位、数目与种类判别方法及装置，属于鱼群计数、定位与种类判别技术领域。本发明包括：在多传感器探测范围与三维坐标系旋转结合正投影确定的包络长方体中计算有效探测体积，以该体积为适应度函数优化多传感器的位置和角度以构造合适的检测装置，在目标移动引起的时间误差内对回波时间进行两次分组与消除冗余项、并构造目标与传感器之间的连通图以确定待测目标数，提取分组结果中多回波时间进一步确定鱼群位置，利用多回波信息输入神经网络分类模型、对输出结果进行融合与筛选确定鱼的数目和种类。本发明解决了传统方法对传感器位置要求苛刻、鱼群定位不精准、以及对鱼群种类识别不准确的问题。

主权项：1.基于超声回波的鱼群定位、数目与种类判别方法，其特征在于，包括：待测目标的个数识别，将n个频率不同的超声波传感器同时发送和接收超声波后得到的回波时间进行分解和提取，依据同一待测目标返回给不同传感器回波时间的几何关系进行分组，分别得到能够被不同个数传感器探测到的目标分组：能被1个传感器探测的目标分组、能被2个传感器探测的目标分组、能被3个传感器探测的目标分组、…、能被n个传感器探测的目标分组，所得分组总数即为待测目标数；其中，n个频率不同的超声波传感器安装于目标水域上方，用于发送和接收超声波，n≥3个；待测目标的定位，对于处于3个及以上传感器探测范围内的每个待测目标，提取属于待测目标组合中的所有回波时间，根据回波到各个传感器的时间确定待测目标到各个传感器的距离，并依据此距离建立待测目标位置坐标与不同传感器位置坐标之间的等式方程，实现待测目标的定位；待测目标中鱼的数目确定与种类识别，根据待测目标组合中的回波时间提取各个待测目标返回给所有传感器的回波振幅信息，并输入至目标种类识别模型判断是否为鱼，如果被判断为非鱼，则输出“非鱼”的结果；如果被判断为鱼，则进一步判断鱼的种类；统计所有非鱼目标数，将已确定的待测目标个数扣除非鱼目标数，即为传感器探测范围内鱼的数目；所述目标种类识别模型采用残差神经网络分类模型；所述目标种类识别模型的构建方法，具体包括：S41，采集水域内各种目标的回波信号的时域信号；S42，对采集的时域信号进行标记，属于鱼类时域信号的采用鱼的学名进行标记，其他目标均采用“非鱼”进行标记；S43，每类样本选取至少400条数据构成数据集；S44，将数据集按照一定比例随机分为训练集和测试集；S45，对训练集和测试集中的数据进行特征提取，包括频域特征提取和时域数据特征提取；S46，在S45的基础上，进行相关性矩阵计算，从而对得到的数据进行特征选择；S47，将S46得到的数据输入残差神经网络模型，修改模型内关键参数，开始训练判断是否为鱼以及鱼的种类模型；所述模型内关键参数包括类别数、最大训练迭代次数、初始学习率和每批处理的回波信号数量；S48，采用S47中得到的模型对测试集进行检测，正确率达到98%-100%时则停止训练，S47中训练得到的模型即为最终所得鱼类的检测模型；否则执行S44；对待测目标进行鱼的数目确定与种类识别的方法包括：将待测目标对应的回波信息按照S45和S46中的方法进行特征提取与选择，从而得到各目标关于神经网络分类模型的一组输入；将上述得到的一组输入依次输入S48中得到的检测模型，每次从输出中取这个目标被判断为“非鱼”的概率，记为“非鱼概率”，一个目标的一组输入对应的“非鱼概率”相加后取均值，如果均值大于0.5，则认为该目标不是鱼，否则是鱼，这个目标被判断为鱼的概率为1-“非鱼概率”；统计被认定为非鱼的目标数，将确定的待测目标个数减去非鱼目标数，即为鱼的数目；将最终被判断为鱼的各目标对应的一组回波信号依次输入训练得到的检测模型，每次从输出中取被判断为各类标记的概率中的最大者，记为“最大概率”；取各目标的一组输入对应的“最大概率”中的最大值，得出其对应的类别作为最后目标的类别。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 安徽农业大学 基于超声回波的鱼群定位、数目与种类判别方法及装置

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD