業(yè)船船頭應(yīng)向左偏轉(zhuǎn)。
[0044] 自動(dòng)投餌作業(yè)船船頭在偏轉(zhuǎn)過(guò)程中的角度是按照偏轉(zhuǎn)前、后兩個(gè)距離比來(lái)確定 的；偏轉(zhuǎn)前距離比為：后方攝像頭B拍攝的圖像中心與后方兩個(gè)相鄰標(biāo)識(shí)物距離比；偏轉(zhuǎn)后 距離比為：前方攝像頭A拍攝的圖像中心與前方兩個(gè)相鄰標(biāo)識(shí)物距離比；這一偏轉(zhuǎn)過(guò)程直 至偏轉(zhuǎn)前后距離比相等。例如在Q位置時(shí)，后方攝像頭B拍攝的兩個(gè)標(biāo)識(shí)物中心離圖像中 心的距離分別為L(zhǎng)p L2，如圖7所示。自動(dòng)投餌作業(yè)船船頭向左偏轉(zhuǎn)后，前方攝像頭A拍攝 的兩個(gè)標(biāo)識(shí)物中心離圖像中心的距離分別為L(zhǎng)3、L4。當(dāng)偏轉(zhuǎn)的角度滿足^ = |時(shí)，自動(dòng)投 -?-*7 /-/4 餌作業(yè)船船頭向左偏轉(zhuǎn)這一過(guò)程結(jié)束，自動(dòng)投餌作業(yè)船行至如圖7中M位置；
[0045] (3)再次使前方攝像頭A對(duì)準(zhǔn)船前方標(biāo)識(shí)物。自動(dòng)投餌作業(yè)船在圖7中M位置，此 時(shí)前方攝像頭A拍攝的圖像中心在標(biāo)識(shí)物的左邊，則自動(dòng)投餌作業(yè)船頭應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)，此過(guò) 程直到前面的人工標(biāo)識(shí)物在前方攝像頭A所拍攝圖像的中間位置，即前方攝像頭A對(duì)準(zhǔn)前 方標(biāo)識(shí)物，其結(jié)果如圖7中N位置；（類(lèi)似步驟1的調(diào)整過(guò)程）
[0046] (4)再次根據(jù)后方攝像頭B拍攝圖像中標(biāo)識(shí)物的位置確定自動(dòng)投餌作業(yè)船船體相 對(duì)航線的位置，并制定自動(dòng)投餌作業(yè)船運(yùn)行方式。當(dāng)前方攝像頭A對(duì)準(zhǔn)前方標(biāo)識(shí)物，再判斷 當(dāng)前航線后方標(biāo)識(shí)物在后方攝像頭B所拍攝圖像中的相對(duì)位置，此時(shí)標(biāo)識(shí)物在后方攝像頭 B拍攝的圖像靠右邊，即圖7中N位置，則說(shuō)明自動(dòng)投餌作業(yè)船在設(shè)定航線的右邊，則自動(dòng)投 餌作業(yè)船船頭應(yīng)向左偏轉(zhuǎn)，在Q位置時(shí)，后方攝像頭B拍攝的兩個(gè)標(biāo)識(shí)物中心離圖像中心的 距離分別為L(zhǎng)5、L6，如圖7所示。自動(dòng)投餌作業(yè)船船頭向左偏轉(zhuǎn)后，前方攝像頭A拍攝的兩 個(gè)標(biāo)識(shí)物中心離圖像中心的距離分別為L(zhǎng)7、L8。當(dāng)偏轉(zhuǎn)的角度滿足_#_ = |__時(shí)，自動(dòng)投餌作 業(yè)船船頭向左偏轉(zhuǎn)這一過(guò)程結(jié)束，如圖7中T位置；（類(lèi)似步驟2的調(diào)整過(guò)程）
[0047] (5)通過(guò)以上控制策略反復(fù)動(dòng)態(tài)調(diào)整，即先使前方攝像頭A對(duì)準(zhǔn)前方人工標(biāo)識(shí)物 之后，再判斷后方攝像頭B對(duì)準(zhǔn)的位置位于設(shè)定航線的哪一側(cè)，調(diào)整后使得自動(dòng)投餌作業(yè) 船處于一個(gè)穩(wěn)定的直線行駛過(guò)程；
[0048] (6)在以上的動(dòng)態(tài)調(diào)整中，若目標(biāo)標(biāo)識(shí)物在圖像位置離中間位置較遠(yuǎn)，則自動(dòng)投餌 作業(yè)船船頭在相應(yīng)方向上偏轉(zhuǎn)角度應(yīng)該更大，在這一偏轉(zhuǎn)過(guò)程中自動(dòng)投餌作業(yè)船的行駛時(shí) 間也相對(duì)較長(zhǎng)。
[0049] 在這里通過(guò)顏色和形狀識(shí)別的方式得到轉(zhuǎn)彎的圖像信息。當(dāng)右邊標(biāo)識(shí)物1進(jìn)入攝 像頭C攝像范圍時(shí)，攝像頭C采集到左轉(zhuǎn)彎信號(hào)，根據(jù)識(shí)別的導(dǎo)航信息，自動(dòng)投餌作業(yè)船進(jìn) 入左轉(zhuǎn)彎狀態(tài)；完成左轉(zhuǎn)彎180°時(shí)，當(dāng)標(biāo)識(shí)物2進(jìn)入攝像頭C攝像范圍時(shí)，攝像頭C采集到 左轉(zhuǎn)彎停止信號(hào)，此時(shí)剛好直行控制信號(hào)人工標(biāo)識(shí)物9、10分別進(jìn)入攝像頭B、A攝像范圍， 自動(dòng)投餌作業(yè)船做直線行駛狀態(tài)。同理，可以得到自動(dòng)投餌作業(yè)船右轉(zhuǎn)彎的行駛規(guī)則。
[0050] 以上所述是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā) 明的【具體實(shí)施方式】?jī)H限于此。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，對(duì)于本發(fā)明所涉及領(lǐng)域的科研技術(shù)人員來(lái)說(shuō)， 在不脫離本發(fā)明技術(shù)方法和構(gòu)思的前提下，還可以做出若干處改進(jìn)與替換，這些改進(jìn)與替 換也是本發(fā)明的受保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于人工標(biāo)識(shí)的自動(dòng)投餌作業(yè)船視覺(jué)導(dǎo)航方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1，在蝦塘前后左右指定位置設(shè)置特定的人工標(biāo)識(shí)物，不同的人工標(biāo)識(shí)物表示不同 的導(dǎo)航信息；導(dǎo)航信息包括表示直行控制信號(hào)和表示轉(zhuǎn)彎控制信號(hào)兩類(lèi)人工標(biāo)識(shí)物，直行 控制信號(hào)人工標(biāo)識(shí)物采用"田"字形圖案編碼區(qū)分不同航線，以"田"字型圖案左上角方格 為最高位，右下角方格為最低位，按從右至左、自下而上的方向進(jìn)行二進(jìn)制編碼，其中黑色 方格表示"1"，白色方格表示"0";轉(zhuǎn)彎控制信號(hào)人工標(biāo)識(shí)物分為三類(lèi)，綠色圓形圖案表示左 轉(zhuǎn)彎信號(hào)，紅色圓形圖案表示停止轉(zhuǎn)彎信號(hào)，藍(lán)色圓形圖案表示右轉(zhuǎn)彎信號(hào)； 步驟2,自動(dòng)投餌作業(yè)船選用三個(gè)攝像頭，分別在自動(dòng)投餌作業(yè)船的前、后、右邊安裝固 定，對(duì)攝像頭采集的圖像通過(guò)船體控制單元進(jìn)行圖像處理，前后方攝像頭A、B是為得到控 制直線行駛信號(hào)，右邊攝像頭C是為得到控制轉(zhuǎn)彎和停止轉(zhuǎn)彎信號(hào)； 步驟3,船體控制單元首先根據(jù)前方攝像頭A來(lái)判斷自身的位置和姿態(tài)并制定相應(yīng)控 制策略，控制自動(dòng)投餌作業(yè)船的行駛狀態(tài)；若前方攝像頭A拍攝的圖像中心在標(biāo)識(shí)物的左 邊，則船頭應(yīng)向右邊偏轉(zhuǎn)；若前方攝像頭A拍攝的圖像中心在標(biāo)識(shí)物的右邊，則船頭應(yīng)向左 邊偏轉(zhuǎn)；船頭偏轉(zhuǎn)直至前方標(biāo)識(shí)物在采集圖像的中間位置； 步驟4,當(dāng)前方攝像頭A拍攝的標(biāo)識(shí)物在采集圖像的中間位置，此時(shí)應(yīng)根據(jù)后方攝像頭 B拍攝圖像中標(biāo)識(shí)物的位置來(lái)判斷船的位置；若后方攝像頭B拍攝的圖像中心在標(biāo)識(shí)物右 邊，可判斷此時(shí)自動(dòng)投餌作業(yè)船船體位于航線的右邊，則船頭應(yīng)向左邊偏轉(zhuǎn)；若后方攝像頭 B拍攝的圖像中心在標(biāo)識(shí)物左邊，可判斷此時(shí)自動(dòng)投餌作業(yè)船船體位于航線的左邊，則船頭 應(yīng)向右邊偏轉(zhuǎn)；若后方標(biāo)識(shí)物在采集圖像中間，則自動(dòng)投餌作業(yè)船在指定航線上行駛； 步驟5,按步驟4偏轉(zhuǎn)完成后，按照此策略反復(fù)動(dòng)態(tài)調(diào)整船的位置和姿態(tài)，使自動(dòng)投餌 作業(yè)船能按照預(yù)定軌跡直線行駛； 步驟6,當(dāng)自動(dòng)投餌作業(yè)船右邊攝像頭C拍攝到左、右塘岸轉(zhuǎn)彎控制信號(hào)人工標(biāo)識(shí)物的 信號(hào)時(shí)，自動(dòng)投餌作業(yè)船船體控制單元根據(jù)識(shí)別的導(dǎo)航信息，控制和改變自動(dòng)投餌作業(yè)船 的相應(yīng)行駛狀態(tài)；當(dāng)檢測(cè)到左（右）轉(zhuǎn)彎導(dǎo)航信號(hào)時(shí)，船頭左（右）轉(zhuǎn)直至檢測(cè)到停止轉(zhuǎn)彎 信號(hào)，停止轉(zhuǎn)彎后船即到下一個(gè)航線上； 步驟7,重復(fù)步驟3-6,直至完成本次自動(dòng)投餌作業(yè)船的投餌作業(yè)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于人工標(biāo)識(shí)的自動(dòng)投餌作業(yè)船視覺(jué)導(dǎo)航方法，其特征在于： 步驟1中所述人工標(biāo)識(shí)物的設(shè)置，還包括，在蝦塘前后塘岸按照航線間隔設(shè)置表示直行控 制信號(hào)的人工標(biāo)識(shí)物，其中同一航線兩端的人工標(biāo)識(shí)物圖案編碼一致；每對(duì)靠近前（后）塘 岸一側(cè)的轉(zhuǎn)彎控制信號(hào)人工標(biāo)識(shí)物與前（后）塘岸水平距離相同。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于人工標(biāo)識(shí)的自動(dòng)投餌作業(yè)船視覺(jué)導(dǎo)航方法，其特征在于： 步驟2中所述自動(dòng)投餌作業(yè)船上攝像頭的設(shè)置方法為：前后方攝像頭A、B沿船身中軸線安 裝在同一高度；攝像頭C沿自動(dòng)投餌作業(yè)船船身右側(cè)安裝，高度與前后方攝像頭A、B高度一 致。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于人工標(biāo)識(shí)的自動(dòng)投餌作業(yè)船視覺(jué)導(dǎo)航方法，其特征在于： 步驟4中，所述根據(jù)后方攝像頭B拍攝圖像中標(biāo)識(shí)物的位置來(lái)判斷自動(dòng)投餌作業(yè)船的位置 的方法，還包括，自動(dòng)投餌作業(yè)船船頭在偏轉(zhuǎn)過(guò)程中的角度是按照偏轉(zhuǎn)前、后兩個(gè)距離比來(lái) 確定的；偏轉(zhuǎn)前距離比為：后方攝像頭B拍攝的圖像中心與后方兩個(gè)相鄰標(biāo)識(shí)物距離比；偏 轉(zhuǎn)后距離比為：前方攝像頭A拍攝的圖像中心與前方兩個(gè)相鄰標(biāo)識(shí)物距離比；這一偏轉(zhuǎn)過(guò) 程直至偏轉(zhuǎn)前后距離比相等。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于人工標(biāo)識(shí)的自動(dòng)投餌作業(yè)船視覺(jué)導(dǎo)航方法，其特征在于： 所述直行控制信號(hào)人工標(biāo)識(shí)物中心與轉(zhuǎn)彎控制信號(hào)人工標(biāo)識(shí)物中心處在同一水平面上。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于人工標(biāo)識(shí)的自動(dòng)投餌作業(yè)船視覺(jué)導(dǎo)航方法。自動(dòng)投餌作業(yè)船采用視覺(jué)導(dǎo)航方式沿著預(yù)定航線行駛，通過(guò)對(duì)設(shè)置的人工標(biāo)識(shí)物進(jìn)行圖像處理獲取其表達(dá)的導(dǎo)航信息，判斷自動(dòng)投餌作業(yè)船的位置和航向，制定出相應(yīng)的控制策略，控制自動(dòng)投餌作業(yè)船按預(yù)定的航線自主行駛。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于能節(jié)省大量的人工操作，減輕青蝦養(yǎng)殖者的勞動(dòng)強(qiáng)度，為實(shí)現(xiàn)青蝦養(yǎng)殖業(yè)的自動(dòng)化、智能化提供了依據(jù)，有利于青蝦養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模化發(fā)展。
【IPC分類(lèi)】G05D1/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105116885
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510420140
【發(fā)明人】趙德安, 阮承治, 劉曉洋
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年7月16日