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申请/专利权人：华中农业大学

摘要：本发明公开了一种基于陆基工厂化水产养殖的智能投饵装备，涉及水产养殖技术领域，包括CCD摄像头、第一电推杆、第二电推杆、压强传感器、步进电机和滚珠丝杆导轨，所述滚珠丝杆导轨的顶部固定有步进电机，且滚珠丝杆导轨的表面通过滑块连接有托举平台，所述托举平台的表面分别设置有第一电推杆、第二电推杆，且第一电推杆的顶部连接有CCD摄像头，所述第二电推杆的端部连接有压强传感器。该基于陆基工厂化水产养殖的智能投饵装备，不仅可以提高水产养殖的效率和资源利用率，还能降低环境影响，为可持续水产养殖提供有力的技术保障，同时，还为水产养殖行业的智能化发展提供了一个可行且创新的解决方案。

主权项：1.一种基于陆基工厂化水产养殖的智能投饵装备，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：采集不同摄食状态的水面压强数据，利用微型电脑处理压强数据并提取压强信号特征，用于机器学习模型分类摄食强度等级，其中，压强信号特征为标准差、均值能量、差值、峰值数和样本熵；步骤二：摄食强度等级分为“强”、“弱”和“无”；步骤三：对水面剩余饵料进行目标识别，摄食等级判断为“弱”，则进行饵料目标识别，识别到块状饵料则结束投饵；步骤四：控制数据采集装置1中的第一电推杆102、第二电推杆103和步进电机105，将压强传感器104和CCD摄像头101运输至工作位置；所述步骤一具体分为以下步骤：压强传感器104与微处理器串口连接，采集压强数据的距离间隔为0.3秒，每轮记录时长为1分钟，每轮数据实际采集179个数据点，设为一轮压强测量值，其中n是测量值的总数，则n＝179；标准差计算公式：，表示压强数据中的第个测量值；，是所有测量值的平均值；均值能量的计算公式：，179为每分钟测量的压强数据个数；压强差值计算公式：，是一轮测量中压强最大值；是一轮测量中压强最小值；峰值数计算公式：，设置峰值高度的阈值为；样本熵计算流程如下：定义滞后参数m，用于对比水体压强信号的向量长度；定义相似度r，设为原始数据标准差的0.2倍；构建长度为m的向量序列，对于；对于每个，计算与所有的最大点对点距离，其中并计数满足以下条件的的数量：，这个计数称为；计算的总和并除以得到平均值：重复步骤三、步骤四，构造长度为的向量序列，并计算；则该轮水体压强信号的样本熵为：构建压强信号特征数据集，并给不同的摄食强度等级打上对应标签，利用随机森林集成学习模型对数据集进行训练，选择最优的参数组合为：在模型中集成47棵树来进行最终的预测；定义每颗树的最大深度为8旨在防止过拟合；所述步骤二中，设置每轮压强测量时间为1分钟，首轮投饵500g饵料后，摄食强度等级为“强”，则再投入300g的饲料；摄食强度等级为“弱”，则进行步骤三判断是否投入150g的饲料；摄食强度等级为“无”，则不再投入饲料；所述步骤三中，采集水面剩余饵料图像数据，制作剩余饵料图像数据集，并对图像中块状饵料进行标注，利用YOLOv5模型进行训练，得到剩余饵料目标检测最优权重，压强数据判断摄食等级为“弱”，则启用水面剩余饵料目标检测，无识别对象且摄食等级为“弱”，则按照对应步骤二中的决策投饵；有识别对象且摄食等级为“弱”，则不再投入饵料；所述步骤四中，控制第一电推杆102、第二电推杆103的直流电机正反接，实现工作和复位；利用步进电机105驱动滚珠丝杆导轨106，实现压强传感器104和CCD摄像头101的垂直升降；步骤五：基于上述运行逻辑，通过移动投饵装置和数据采集作业的相互配合实现投饵工作，首先，移动投饵装置沿规划路径行进到指定的圈养桶，步进电机105驱动滚珠丝杆导轨106正转以举升托举平台，然后控制第二电推杆103将压强传感器104向水面输送，而第一电推杆102举升CCD摄像头101到达预设高度，CCD摄像头101、压强传感器104将监测的数据传输至微型电脑，先将数据进行清洗置于机器学习模型中以获得投饵决策，根据投饵决策进行精准投饵，投饵时储料仓4内部饵料通过星型下料器5精准出料后将饵料投入至输料管6内部，然后通过送料风机2作为动力源将输料管6内部的饵料排出至圈养桶内，投饵结束后压强传感器104复位，而步进电机105反转复位，该桶投饵结束。

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