第 015 期 2022/08/12發佈
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海葵魚種魚養殖環境監測與先期預警技術
鄭明忠1、林致遠、何源興
行政院農業委員會水產試驗所東部海洋生物研究中心1
行政院農業委員會水產試驗所企劃資訊組2

      本研究基於水質異常變化的監測及預警,通過魚類在養殖系統上出現之異常行為結合水質參數,提供管理人員即時或預警訊息以進行適當維護管理之操作。系統主要區分為二大部份:一、海葵魚特定行為監控系統:透過專家資料庫建立海葵魚行為模式,達到影像分析辨識;二、水質監測及預警技術:穩定的回授水質管理系統達到行為預警、水質預警和自動補換水機制,讓海水觀賞魚的管理模式及省工效益達到最大效益(圖1)。

圖1. 行為監測模組與水質自動化調控系統流程圖
行為監測模組系統

      行為監測模組與水質自動化調控系統流程如圖1所示,本系統以軌道電控模組乘載影像感測器,於多組魚缸進行分梯次掃描式錄製影像,取像設備配置兩套伺服平台系統,提供更精確的定位效果。每套平台上搭載1只攝影機,透過電腦自動的開啟或關閉攝影功能,每套平台負責6只魚缸的攝影,最大能進行12只魚缸的行為攝影(圖2),系統包括可分析處理觀賞魚錄影影像之活動量影像辨識模組、活動量紀錄模組、活動量異常示警模組與影像辨識分析輔助軌道電控模組,以輔助辨識種魚之錄影影像資訊,進行不同魚缸錄影時間的排程回授調控,並可於系統中設定活動狀況判定閥值(圖3),當系統偵測到一定時間之活動量統計閥值時進行示警。
圖2. 電控軌道模組配合影像感測器於多組魚缸進行分梯次取像。
圖3. 透過影像辨識系統,利用特徵及二階法來比對出觀賞魚的位置,進而做觀賞魚的行為做追蹤,先標定特徵再利用二階法來分辨個體魚隻進行行為偵測。
水質監測及預警

      海葵魚養殖水質監控,提供給予最合適的水質環境,降低飼育魚隻的疾病發生。系統藉由水位和水質傳感器(圖4)來進行循環水養殖系統自動補水及排水,本試驗設計兩組水質監控傳感器,可做水質對比性分析,了解水質影嚮情況下的觀賞魚行為,配合透過分析觀賞魚於魚缸內之錄影影像,以追蹤其移動軌跡並計算與紀錄其固定時間區間之活動量。計錄活動量數據評估水質影響下之觀賞魚健康狀況,在PLC發現活動量異常時及時通知報警進行自動化換水及增氧等處置(圖5)。進而配合建立海葵魚行為影像辨識系統開發以了解海葵魚行為模式,進而達到水質調控預警之目的。
圖4. 系統缸水質傳感器與水質監測箱。
圖5. PLC控制箱以人機介面進行軌道進行運作設定,及水質參數異常時進行示警並進行通報。
      本研究聚焦於高產值與高技術需求之觀賞水族產業,根據用戶設定自動進行行為監測及判斷行為是否異常,藉由影像化、數據化與智能化共構,透過智能化監測設備對飼養操作進行回顧分析、即時動態呈現與趨勢預測及水質預警功能,以協助管理人員降低人為操作之勞力支出與作業風險,並達到全時監控、發報預警與水質自動調控之效能,以提高養殖業者收益。

技轉公告
公告日期:2022/05/27 - 2023/05/26
研究單位:水試所
適用產業:
技術領域:設備資材
授權方式:非專屬
授權地區:台灣地區
授權年限:3
公告內容
一、授權對象:未限定資格或條件(應具備「我國之人民、法人、團體或其他機構」)。
二、授權方式:本案為非專屬授權,付款方式依合約內容規定。
三、授權地區:授權生產及製造地區限我國管轄區域內,產品銷售出口地區不限。
四、授權金:新臺幣15萬元,營業稅5%另計。
五、權利金:不收取。
六、申請期間:自公告日起1年內,逾申請期間始提出申請者,水試所保有受理與否之決定權。
七、申請方式:申請業者需檢附下列文件,向本所提出申請,並與本所簽訂合約後據以實施。
(一)業者基本資料表。
(二)技術移轉意願書。
(三)公司合法設立登記證明文件影本。
(四)最近一期公司納稅證明影本(一年內之新設公司免附)。
(五)農漁民團體或繁養殖戶免附(三)及(四)款所需文件。
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