鱼苗计数系统及鱼苗计数方法
阅读说明：本技术 鱼苗计数系统及鱼苗计数方法 (Fry counting system and fry counting method ) 是由 李蓉菁 蔡宛铢 于 2018-08-01 设计创作，主要内容包括：一种鱼苗计数系统及鱼苗计数方法,鱼苗计数系统包括用以放置水及多个鱼苗的待测鱼苗水箱、供鱼苗从待测鱼苗水箱流出的水路直管、前后设置于水路直管外的二光学检测装置及连接二光学检测装置的中央计算装置。第一光学检测装置持续朝向水路直管投射第一光信号并接收第一反射信号,第二光学检测装置持续朝向水路直管投射第二光信号并接收第二反射信号。中央计算装置接收第一反射信号及第二反射信号,并检测第一反射信号及第二反射信号分别被鱼苗遮蔽而衰减信号强度的第一信号及第二信号,再藉由第一信号与第二信号的时间差判断鱼苗通过水路直管并记录鱼苗数量。(A fry counting system comprises a fry water tank to be measured for placing water and a plurality of fries, a water channel straight pipe for allowing the fries to flow out of the fry water tank to be measured, two optical detection devices arranged in front and at back outside the water channel straight pipe, and a central computing device connected with the two optical detection devices. The first optical detection device continuously projects a first optical signal towards the water path straight pipe and receives a first reflection signal, and the second optical detection device continuously projects a second optical signal towards the water path straight pipe and receives a second reflection signal. The central computing device receives the first reflection signal and the second reflection signal, detects the first signal and the second signal of which the first reflection signal and the second reflection signal are respectively shielded by the fry to attenuate the signal intensity, judges that the fry passes through the waterway straight pipe according to the time difference of the first signal and the second signal and records the number of the fry.)
技术领域
本发明涉及计数系统及计数方法，尤其涉及鱼苗的计数系统及计数方法。
背景技术
一般来说，市场上在买卖鱼苗时，主要是以人工方式来计算鱼苗的数量。然而，鱼苗的体积小而且数量多，动辄数千数万条，若单纯以人工方式计算，实不具备经济效益。
再者，若以上述人工方式计算鱼苗数量，计算结果可能会有较大的误差。现今部分鱼苗的经济价值相当高，若计算结果与实际数量的误差太大，将会对卖家或买家造成难以承担的损失。
为了解决上述以人工计算鱼苗数量所造成的问题，市场上已有多种自动鱼苗计数装置出现。此类鱼苗计数装置通常是在水道上设置感测器，令鱼苗一一通过水道，再由感测器检测通过的鱼苗并一一计数。
然而，为了令感测器能够成功感测通过的鱼苗，此类鱼苗计数装置必须控制让鱼苗循序地通过水道，当多个鱼苗交叠通过时，感测器将会无法正确计数。如此一来，当鱼苗的数量过多时，此类鱼苗计数装置将会不敷使用。
再者，部分自动鱼苗计数装置是撷取鱼苗的影像，并经由影像辨识来得到鱼苗的数量。此类装置一般是将鱼苗放置在碗盘内，并将碗盘承放在输送带上传送，而在撷取影像时，输送带必须是静止的，因而无法达到连续计数。若碗盘内的鱼苗数量过多，将会造成影像辨识准确度降低；反之，若碗盘内的鱼苗数量较少，又会因为输送带的静止/启动而大幅增加计数时间。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种鱼苗计数系统及鱼苗计数方法，可藉由光信号的信号强度来感测鱼苗，并准确地计算鱼苗数量。
为了达成上述目的，本发明的鱼苗计数系统主要包括：
一待测鱼苗水箱，用以放置水及多个鱼苗，该待测鱼苗水箱的箱底处设置有一输出口供该多个鱼苗通过；
一水路直管，对应该输出口设置，该水路直管的管径对应该多个鱼苗的一参考鱼苗长度设置，并且该水路直管的管壁上设置有一第一组检测孔与一第二组检测孔；
一第一光学检测装置，设置于该水路直管外，并对应该第一组检测孔持续投射一第一光信号并接收一第一反射信号；
一第一回归反射板，对应该第一光学检测装置设置，反射该第一光信号为该第一反射信号；
一第二光学检测装置，设置于该水路直管外，并对应该第二组检测孔持续投射一第二光信号并接收一第二反射信号；
一第二回归反射板，对应该第二光学检测装置设置，反射该第二光信号为该第二反射信号；及
一中央计算装置，连接该第一光学检测装置与该第二光学检测装置，持续接收该第一反射信号及该第二反射信号，检测该第一反射信号被该多个鱼苗遮蔽而衰减信号强度的一第一信号及该第二反射信号被该多个鱼苗遮蔽而衰减信号强度的一第二信号，并且藉由该第一信号与该第二信号的时间差判断该多个鱼苗通过该水路直管并记录一鱼苗数量。
如上所述，其中该第一组检测孔与该第二组检测孔间的距离根据该参考鱼苗长度决定。
如上所述，其中该第一组检测孔与该第二组检测孔间的距离至少为该参考鱼苗长度的1.3～1.7倍。
如上所述，其中该水路直管的管径至少为该参考鱼苗长度的0.2～0.3倍。
如上所述，其中更包括对应该水路直管的一出水口设置的一集鱼水箱，该集鱼水箱内设有一细网以隔离出一第一水层及一第二水层，其中经由该水路直管流入该集鱼水箱的该多个鱼苗由该细网隔离于该第一水层中。
如上所述，其中更包括一抽水设备，包括一水管及一泵，该水管一端连接该待测鱼苗水箱，另一端连接该集鱼水箱，该泵连接该水管，用以抽取该第二水层的水并经由该水管传递至该待测鱼苗水箱。
如上所述，其中更包括一供氧装置，具有与该水管上的一开口连接的一出气口，用以将氧气注入该水管中。
如上所述，其中该待测鱼苗水箱包含一鱼苗水箱水位感测器，连接该抽水设备，当该鱼苗水箱水位感测器感测该待测鱼苗水箱的水位低于一第一水位预定值时，该抽水设备加快抽水速度。
如上所述，其中该集鱼水箱包含一集鱼水箱水位感测器，连接该抽水设备，当该集鱼水箱水位感测器感测该集鱼水箱的水位低于一第二水位预定值时，该抽水设备停止抽水。
如上所述，其中该中央计算装置于判断该第一反射信号及该第二反射信号维持在一初始信号强度并且持续一第一门槛时间时发出一警示信息。
如上所述，其中该中央计算装置于检测到该第一信号时记录一第一抵达时间，于该第一反射信号恢复至一初始信号强度时记录一第一离开时间，于检测到该第二信号时记录一第二抵达时间，于该第二反射信号恢复至该初始信号强度时记录一第二离开时间。
如上所述，其中该中央计算装置于判断该第二抵达时间晚于该第一离开时间时记录该鱼苗数量+1。
如上所述，其中该中央计算装置依据一第一计算式计算该多个鱼苗的一鱼苗长度，并且依据一第二计算式计算该多个鱼苗经过该第一光学检测装置的一通过时间；
其中，该第一计算式为：
其中，该第二计算式为：T＝Ta2-Ta1；T为该通过时间。
如上所述，其中该中央计算装置于该多个鱼苗的该第二抵达时间早于或等于该第一离开时间时计算该多个鱼苗的该鱼苗长度及该通过时间，依据一第三计算式计算一第一预测值，并依据一第四计算式计算一第二预测值；
其中，该第三计算式为：(M-0.5)×Lref＜L≤(M+0.5)×Lref；M为该第一预测值，Lref为该参考鱼苗长度，L为该鱼苗长度，并且该第一预测值为正整数；
其中，该第四计算式为：(N-0.5)×Tavg＜T≤(N+0.5)×Tavg；N为该第二预测值，Tavg为一平均通过时间，T为该通过时间，并且该第二预测值为正整数；
其中，该中央计算装置依据Min(M,N)记录该鱼苗数量。
为了达成上述目的，本发明的鱼苗计数方法，主要应用于所述鱼苗计数系统，并且该鱼苗计数方法包括：
a)该第一光学检测装置对应该水路直管的管壁上的一第一组检测孔持续投射一第一光信号，并接收一第一回归反射板反射回来的一第一反射信号；
b)该第二光学检测装置对应该水路直管的管壁上的一第二组检测孔持续投射一第二光信号，并接收一第二回归反射板反射回来的一第二反射信号；
c)该中央计算装置由该第一光学检测装置及该第二光学检测装置持续接收该第一反射信号及该第二反射信号；及
d)该中央计算装置检测该第一反射信号被该多个鱼苗遮蔽而衰减信号强度的一第一信号及该第二反射信号被该多个鱼苗遮蔽而衰减信号强度的一第二信号，并依据该第一信号与该第二信号的时间差判断该多个鱼苗通过该水路直管并记录一鱼苗数量。
如上所述，其中于该步骤d)中，该中央计算装置于检测到该第一信号时记录一第一抵达时间，于该第一反射信号恢复至一初始信号强度时记录一第一离开时间，于检测到该第二信号时记录一第二抵达时间，于该第二反射信号恢复至该初始信号强度时记录一第二离开时间。
如上所述，其中于该步骤d)中，该中央计算装置于该第二抵达时间晚于该第一离开时间时记录该鱼苗数量+1。
如上所述，其中于该步骤d)中，该中央计算装置还依据一第一计算式计算该多个鱼苗的一鱼苗长度，并且依据一第二计算式计算该多个鱼苗经过该第一光学检测装置的一通过时间；
其中，该第一计算式为：
其中，该第二计算式为：T＝Ta2-Ta1；T为该通过时间。
如上所述，其中于该步骤d)中，该中央计算装置于判断该多个鱼苗的该第二抵达时间早于或等于该第一离开时间时计算该多个鱼苗的该鱼苗长度及该通过时间，依据一第三计算式计算一第一预测值，并依据一第四计算式计算一第二预测值；
其中，该第三计算式为：(M-0.5)×Lref＜L≤(M+0.5)×Lref；M为该第一预测值，Lref为该参考鱼苗长度，L为该鱼苗长度，并且该第一预测值为正整数；
其中，该第四计算式为：(N-0.5)×Tavg＜T≤(N+0.5)×Tavg；N为该第二预测值，Tavg为一平均通过时间，T为该通过时间，并且该第二预测值为正整数；
其中，该中央计算装置依据Min(M,N)记录该鱼苗数量。
如上所述，其中该第一组检测孔与该第二组检测孔间的距离至少为该参考鱼苗长度的1.3～1.7倍，该水路直管的管径至少为该参考鱼苗长度的0.2～0.3倍。
本发明主要是由光学模块来投射光信号并接收反射信号，再由反射信号的信号强度判断并记录鱼苗通过的时间点，藉此精确地记录鱼苗的数量，并且进一步分析鱼苗的其他信息。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的鱼苗计数系统的第一实施例的示意图；
图2为本发明的光学模块的第一实施例的示意图；
图3为本发明的鱼苗计数方法的第一实施例的流程图；
图4A为本发明的鱼苗检测的第一实施例的第一示意图；
图4B为本发明的鱼苗检测的第一实施例的第二示意图；
图4C为本发明的鱼苗检测的第一实施例的第三示意图；
图4D为本发明的鱼苗检测的第一实施例的第四示意图；
图4E为本发明的鱼苗检测的第一实施例的第五示意图；
图5A为本发明的鱼苗检测的第二实施例的第一示意图；
图5B为本发明的鱼苗检测的第二实施例的第二示意图；
图5C为本发明的鱼苗检测的第二实施例的第三示意图；
图5D为本发明的鱼苗检测的第二实施例的第四示意图；
图5E为本发明的鱼苗检测的第二实施例的第五示意图；
图6为本发明的检测时间记录程序的第一实施例的流程图；
图7为本发明的鱼苗计数程序的第一实施例的流程图，
其中，附图标记：
1…鱼苗计数系统；
11…待测鱼苗水箱；
12…水路直管；
1201…第一组检测孔；
1202…第二组检测孔；
121…入水口；
122…出水口；
13…光学模块；
131…第一光学模块；
1311…第一光学检测装置；
1312…第一回归反射板；
132…第二光学模块；
1321…第二光学检测装置；
1322…第二回归反射板；
14…中央计算装置；
15…集鱼水箱；
151…细网；
152…第一水层；
153…第二水层；
16…抽水设备；
161…水管；
162…泵；
17…供氧装置；
171…出气口；
181…鱼苗水箱水位感测器；
182…集鱼水箱水位感测器；
2…鱼苗；
d…管径；
D…距离；
S10～S20…计数步骤；
S160～S166…记录步骤；
S180～S198…计数步骤。
具体实施方式
兹就本发明的一较佳实施例，配合附图，详细说明如后。
参阅图1，为本发明的鱼苗计数系统的第一实施例的示意图。本发明揭露了一种鱼苗计数系统(下面将于说明书中简称为计数系统1)，所述计数系统1主要包括了待测鱼苗水箱11、至少一条水路直管12、多组光学模块13及中央计算装置14，其中中央计算装置14以有线或无线方式连接多组光学模块13，以接收光学模块13所检测的光信号。
如图1所示，所述待测鱼苗水箱11用以放置水及多个鱼苗2。具体地，待测鱼苗水箱11是放置要由计数系统1来计算数量的多个鱼苗2。待测鱼苗水箱11的箱底处设置有至少一个输出口，以供待测鱼苗水箱11中的多个鱼苗2通过。
所述水路直管12对应待测鱼苗水箱11的输出口设置，鱼苗2可通过输出口从待测鱼苗水箱11流入水路直管12中。所述水路直管12的一端设置有入水口121，另一端设置有对应的出水口122。所述入水口121连接待测鱼苗水箱11的输出口，以令鱼苗2从待测鱼苗水箱11流入水路直管12中，并且最终由出水口122流出水路直管12。
于一实施例中，待测鱼苗水箱11的输出口可设置为漏斗形的输出口，藉此扩大水往下流的范围，进而引导待测鱼苗水箱11中的鱼苗2循序地流入水路直管12。当使用者要进行计数而开启所述入水口121及出水口122时，鱼苗2可藉由水向下流动的力量而从待测鱼苗水箱11流入水路直管12中。
值得一提的是，在图1中所述水路直管12的数量是以三条为例，但使用者实可依据鱼苗2的数量而增、减水路直管12的数量，藉此得到使用者所需的计数速度。需注意的是，本发明中多组光学模块13的数量主要是对应至水路直管12的数量。具体地，每一条水路直管12外分别设置有前、后两组光学模块13，也就是说，本发明的计数系统1是藉由两两一组的光学模块13来分别检测流经每一条水路直管12的鱼苗2。
为便于理解，下面将以单一条水路直管12及对应此水路直管12设置的两组光学模块13为例，进行文字说明。
请参阅图2，为本发明的光学模块的第一实施例的示意图。如图2所示，所述光学模块13主要包括光学检测装置以及对应光学检测装置的位置设置的回归反射板。
本发明中，一条水路直管12会同时对应至两组光学模块13，这两组光学模块13之间会间隔一段距离D，并且此段距离D是对应至待测鱼苗水箱11中的鱼苗2的参考鱼苗长度来设置。于一实施例中，所述距离D可例如为所述参考鱼苗长度的1.3至1.7倍。
举例来说，若待测鱼苗水箱11中放置的多个鱼苗2为六分苗(约1.5cm)，则所述距离D可设置为1.95cm～2.55cm，若待测鱼苗水箱11中放置的多个鱼苗2为八分苗(约2cm)，则所述距离D可设置为2.6cm～3.4cm，若待测鱼苗水箱11中放置的多个鱼苗2为寸苗(约2.5cm)，则所述距离D可设置为3.25cm～4.25cm，若待测鱼苗水箱11中放置的多个鱼苗2为两寸苗(约5cm)，则所述距离D可设置为6.5cm～8.5cm，以此类推。
为便于说明，图2中的两组光学模块13将以设置在前方的第一光学模块131(较靠近待测鱼苗水箱11)与设置在后方的第二光学模块132(较远离待测鱼苗水箱11)来区分，其中第一光学模块131包括第一光学检测装置1311以及第一回归反射板1312，而第二光学模块132包括第二光学检测装置1321以及第二回归反射板1322。
如图2所示，第一光学检测装置1311设置于水路直管12外，并朝向水路直管12持续投射第一光信号。第一回归反射板1312对应第一光学检测装置1311设置，以反射所述第一光信号为第一反射信号。本实施例中，所述光学检测装置1311、1321为投光器、受光器一体成型的感测装置，所以第一光学检测装置1311可接收第一回归反射板1312所反射的第一反射信号。
第二光学检测装置1321同样设置于水路直管12外，并且与第一光学检测装置1311间隔所述距离D。第二光学检测装置1321朝向水路直管12持续投射第二光信号。第二回归反射板1322对应第二光学检测装置1321设置，以反射所述第二光信号为第二反射信号。本实施例中，计数系统1同样藉由第二光学检测装置1321直接接收第二回归反射板1322所反射的第二反射信号。
第一光信号与第二光信号被发射后，需依序通过气态介质(即，空气)、固态介质(即，水路直管12)、液态介质(即，水路直管12内的水)、固态介质(即，水路直管12的另一侧)及气态介质(即，另一侧空气)才能到达第一回归反射板1312及第二回归反射板1322，并且第一反射信号及第二反射信号也同样需依序通过气态介质、固态介质、液态介质、固态介质及气态介质才能返回第一光学检测装置1311及第二光学检测装置1321。如此一来，第一光学检测装置1311及第二光学检测装置1321所接收到的第一反射信号及第二反射信号的信号强度可能过于衰弱而造成判断的不精确。
有鉴于此，所述水路直管12的管壁上可分别开设有第一组检测孔1201及第二组检测孔1202。具体地，第一组检测孔1201对应所述第一光学模块131的位置设置，而第二组检测孔1202对应所述第二光学模块132的位置设置，换句话说，第一组检测孔1201与第二组检测孔1202间的距离也是根据待测鱼苗水箱11中放置的鱼苗2的参考鱼苗长度所决定的。于一实施例中，第一组检测孔1201与第二组检测孔1202间的距离可例如设置为所述参考鱼苗长度的1.3至1.7倍。
通过上述第一组检测孔1201及第二组检测孔1202的设置，所述第一光信号、第二光信号、第一反射信号及第二反射信号的投射及反射不需要经过固态介质(即，水路直管12)，藉此可有效提高第一光学模块131与第二光学模块132所分别接收的第一反射信号与第二反射信号的信号强度，进而提高计数系统1的计数准确度。
值得一提的是，为了避免大量的鱼苗2同时重叠通过水路直管12而造成计数困难，所述水路直管12的管径d主要可对应至所述鱼苗2的参考鱼苗长度设置。于一实施例中，所述水路直管12的管径d可例如设置为鱼苗2的参考鱼苗长度的0.2至0.3倍，但不加以限定。
本发明中，第一光学检测装置1311是对应水路直管12上的第一组检测孔1201持续投射第一光信号，并接收由第一回归反射板1312反射回来的第一反射信号。第二光学检测装置1321则对应水路直管12上的第二组检测孔1202持续投射第二光信号，并接收由第二回归反射板1322反射回来的第二反射信号。藉此，计数系统1的中央计算装置14可以依据所述第一反射信号及第二反射信号来感测流经水路直管12的鱼苗2。
所述中央计算装置14主要连接第一光学检测装置1311及第二光学检测装置1321，并且持续从第一光学检测装置1311及第二光学检测装置1321接收所述第一反射信号及第二反射信号。
本发明中，中央计算装置14可预先计算光信号经过两侧气态介质(即，水路直管12两侧的空气)及液态介质(即，水路直管12内的水)后反射回来的信号强度，并将此信号强度记录为一个标准信号强度。当中央计算装置14接收所述第一反射信号与第二反射信号，并且判断第一反射信号及/或第二反射信号的信号强度与所述标准信号强度相比小于一个设定门槛时，即可判断定有鱼苗2经过。
值得一提的是，由于水路直管12中有水在流动，而水的扰动会大幅影响光信号的传递，若仅在水路直管12外设置单一组的光学模块，则中央计算装置14在追踪鱼苗2时容易得到时间上的噪声，进而造成判断结果不稳定。因此，本发明以至少两组的光学模块来同时追踪单一条水路直管12中的鱼苗2，藉此可大幅提高判断结果的准确度。
具体地，中央计算装置14持续从第一光学检测装置1311及第二光学检测装置1321接收所述第一反射信号及第二反射信号，由第一反射信号中检测因为被鱼苗2遮蔽而衰减信号强度的第一信号，并由第二反射信号中检测因为被鱼苗2遮蔽而衰减信号强度的第二信号。藉由上述第一信号与第二信号的检测时间的时间差，中央计算装置14可以确定鱼苗2于特定时间点的所在位置，如此一来，中央计算装置14可以依据所述第一信号与第二信号的时间差来判断鱼苗2是否已经通过水路直管12，藉此计数鱼苗数量(容后详述)。
请再次参阅图1。所述计数系统1还包括对应水路直管12的出水口122设置的集鱼水箱15。所述鱼苗2由待测鱼苗水箱11流入水路直管12中，并且最终由水路直管12的出水口122流入集鱼水箱15。当一尾鱼苗2流入集鱼水箱15时，表示此鱼苗2已经经过第一光学模块131及第二光学模块132，并且已经被中央计数装置14统计(即，已将鱼苗数量+1)。
所述集鱼水箱15内还设置有细网151，细网151上具有小于鱼苗2的体积的多个孔洞。集鱼水箱15藉由细网151将内部容置的水隔离成第一水层152及第二水层153，而经由水路直管12流入集鱼水箱15中的鱼苗2会被细网151隔离于第一水层152。由于鱼苗2是随着待测鱼苗水箱11中的水一起流入水路直管12并流进集鱼水箱15，因此随着计数系统1的运作，待测鱼苗水箱11中的水会越来越少，而集鱼水箱15中的水会越来越多。
为解决上述问题，本发明另设置有抽水机制可将集鱼水箱15中的水抽回待测鱼苗水箱11中，以保持集鱼水箱15以及待测鱼苗水箱11中的水量。所述细网151可将已计数完毕的鱼苗2阻挡在集鱼水箱15中，而不会随着水被抽回待测鱼苗水箱11而造成计数错误。
具体地，本发明的计数系统1还包括抽水设备16，所述抽水设备16至少包括水管161与泵162。所述水管161的一端连接待测鱼苗水箱11，另一端连接集鱼水箱15。所述泵162连接水管161。本实施例中，所述水管161的另一端主要设置于集鱼水箱15的第二水层153，当泵162启动时，可由集鱼水箱15中抽取第二水层153的水，并且经由水管161传递至待测鱼苗水箱11中。如此一来，可确保待测鱼苗水箱11中的水量不会过少，同时确保集鱼水箱15中的水量不会过多。
计数系统1还可包括鱼苗水箱水位感测器181，设置于待测鱼苗水箱11中以检测待测鱼苗水箱11中的水量。所述鱼苗水箱水位感测器181连接上述抽水设备16(主要可连接泵162)。当鱼苗水箱水位感测器181感测到待测鱼苗水箱11的水位低于第一水位预定值时，即发出控制信号至抽水设备16，藉此抽水设备16可加快抽水速度，以维持待测鱼苗水箱11中的水量稳定。
于另一实施例中，本发明的计数系统1还可包括集鱼水箱水位感测器182，设置于集鱼水箱15中以检测集鱼水箱15中的水量。所述集鱼水箱水位感测器182连接抽水设备16(主要可连接泵162)。当集鱼水箱水位感测器182感测到集鱼水箱15的水位低于第二水位预定值时，即发出控制信号至抽水设备16，藉此抽水设备16可停止抽水，以维持集鱼水箱15中的水量稳定。
于又一实施例中，计数系统1亦可依据已经计算的鱼苗数量来控制抽水设备16的作动。具体地，若鱼苗数量累计快，表示集鱼水箱15中的鱼苗2快速增加，因此计算系统1可控制抽水设备16减慢抽水速度或减少抽水水量，以保持集鱼水箱15中的水量。
若鱼苗数量累计慢，表示集鱼水箱15中的鱼苗2增加缓慢，因此计算系统1可控制抽水设备16提高抽水速度或增加抽水水量，以保持待测鱼苗水箱11中的水量。
所述计数系统1还可具有供氧装置17。所述供氧装置17具有出气口171，供氧装置17藉由出气口171连接水管161上的一开口(图未标示)，以将氧气注入水管161中。如此一来，可确保抽水装置16抽回待测鱼苗水箱11的水具有足够的含氧量。
通过上述的抽水设备16与供氧装置17，可确保水在计数系统1的作业过程中自动循环，而令本发明可以达到自动计数的功能而不需人为介入。
续请参阅图3，为本发明的鱼苗计数方法的第一实施例的流程图。本发明另揭露了一种鱼苗计数方法(下面简称为计数方法)，所述计数方法主要应用于如图1所述的计数系统1。
具体地，于使用本发明的计数系统1时，首先将要计数的多个鱼苗2放置于待测鱼苗水箱11中，并且由第一光学模块131与第二光学模块132分别朝向水路直管12投射第一光信号与第二光信号。
具体地，计数系统1由第一光学检测装置1311对应水路直管12管壁上的第一组检测孔1201投射第一光信号，并且接收第一回归反射板1312反射回来的第一反射信号(步骤S10)。计算系统1还由第二光学检测装置1321对应水路直管12管壁上的第二组检测孔1202投射第二光信号，并且接收第二回归反射板1322反射回来的第二反射信号(步骤S12)。上述步骤S10与步骤S12可先后执行或同时执行，彼此不具备必然的顺序关系。
于第一光学检测装置1311和第二光学检测装置1321分别接收了第一反射信号与第二反射信号后，中央计算装置14可分别从第一光学检测装置1311与第二光学检测装置1321接收所述第一反射信号与第二反射信号(步骤S14)。
接着，中央计算装置14检测第一反射信号与第二反射信号的信号强度，以取得第一反射信号被鱼苗2遮蔽而衰减信号强度的第一信号，以及第二反射信号被鱼苗2遮蔽而衰减信号强度的第二信号(步骤S16)。若中央计算装置14成功检测到所述第一信号及第二信号，即可依据第一信号与第二信号的时间差来判断鱼苗2通过了水路直管12，并且计数鱼苗数量(步骤S18)。
具体地，当鱼苗2流经第一光学检测装置1311前方时，第一光信号会被鱼苗2遮蔽而得到信号强度衰减的第一反射信号，即为所述第一信号。而当鱼苗2接着流经第二光学检测装置1321前方时，第二光信号会被鱼苗2遮蔽而得到信号强度衰减的第二反射信号，即为所述第二信号。当先后检测到第一信号与第二信号后，中央计算装置14即可判断鱼苗2已经通过水路直管12，进而记录鱼苗数量。
本发明的计数系统1在运作时，会持续判断是否需要停止计数动作(步骤S20)，例如判断电源是否关闭、待测鱼苗水箱11的输出口是否关闭、是否长时间没有检测到鱼苗2等。若判断计数动作不需停止，则计数系统1返回步骤S10，由各组光学模块13持续投射并接收光信号，并由中央计算装置14持续检测光信号的信号强度以计数鱼苗数量。若判断计数动作需要停止，则计数系统1结束本发明的计数方法。
同时参阅图4A至图4E，分别为本发明的鱼苗检测的第一实施例的第一示意图至第五示意图。并且，请一并参阅图6，为本发明的检测时间记录程序的第一实施例的流程图。图6主要是对图3的步骤S16做更进一步的解释，并且配合图4A至图4E做分解动作说明。
首先如图4A所示，在本发明的计数系统1启动后，第一光学检测装置1311对应水路直管12上的第一组检测孔1201持续投射第一光信号并接收第一反射信号，第二光学检测装置1321对应水路直管12上的第二组检测孔1202持续投射第二光信号并接收第二反射信号。此时的第一光信号、第一反射信号、第二光信号及第二反射信号仅会穿过气态介质(空气)及液态介质(水)。
接着如图4B所示，当鱼苗2经由水路直管12流到第一光学检测装置1311的位置时，会遮蔽第一光信号及第一反射信号，造成第一反射信号的信号强度衰减而形成所述第一信号。此时的第一光信号与第一反射信号会同时穿过气态介质(空气)、液态介质(水)及固态介质(穿透程度依光源种类及鱼苗2是否为半透明体而异)。本实施例中，中央计算装置14会在检测到所述第一信号时，记录鱼苗2的第一抵达时间(即，鱼苗2抵达第一光学检测装置1311的位置的时间)(步骤S160)。
接着如图4C所示，当鱼苗2离开第一光学检测装置1311的位置时，会使得第一反射信号的信号强度恢复为初始信号强度(即，没有被鱼苗2遮蔽时的信号强度)。此时的第一光信号与第一反射信号只会穿过气态介质(空气)与液态介质(水)。本实施例中，中央计算装置14会在检测到第一反射信号恢复为初始信号强度时，记录鱼苗2的第一离开时间(即，鱼苗2离开第一光学检测装置1311的位置的时间)(步骤S162)。
接着如图4D所示，当鱼苗2流到第二光学检测装置1321的位置时，会遮蔽第二光信号及第二反射信号，造成第二反射信号的信号强度衰减而形成所述第二信号。此时的第二光信号与第二反射信号会同时穿过气态介质(空气)、液态介质(水)及固态介质(穿透程度依光源种类及鱼苗2是否为半透明体而异)。本实施例中，中央计算装置14会在检测到所述第二信号时，记录鱼苗2的第二抵达时间(即，鱼苗2抵达第二光学检测装置1321的位置的时间)(步骤S164)。
接着如图4E所示，当鱼苗2离开第二光学检测装置1321的位置时，会使得第二反射信号的信号强度恢复为初始信号强度。此时的第二光信号与第二反射信号只会穿过气态介质(空气)与液态介质(水)。本实施例中，中央计算装置14会在检测到第二反射信号恢复为初始信号强度时，记录鱼苗2的第二离开时间(即，鱼苗2离开第二光学检测装置1321的位置的时间)(步骤S166)。
如前文中所述，第一光学检测装置1311与第二光学检测装置1321之间的距离(即，第一组检测孔1201与第二组检测孔1202之间的距离)是依据要计数的鱼苗2的参考鱼苗长度来设置的，并且略大于参考鱼苗长度(例如1.3至1.7倍)。于图4A至图4E的实施例中，鱼苗2的第二抵达时间晚于第一离开时间，表示鱼苗2的长度小于第一光学检测装置1311与第二光学检测装置1321之间的距离，并且没有多个鱼苗2重叠的现象。因此，中央计算装置14会在判断所述鱼苗2的第二抵达时间晚于第一离开时间时(此即图3的步骤S18所指的时间差)，计数鱼苗数量为1。
如上所述，中央计算装置14主要是利用第一信号与第二信号的时间差来进行鱼苗数量的计数，也就是说若中央计算装置14无法检测所述第一信号与第二信号，即无法计数鱼苗数量。于一实施例中，中央计算装置14会在判断第一反射信号及第二反射信号维持在初始信号强度，并且持续一第一门槛时间时，发出警示信息。
具体地，若第一反射信号与第二反射信号没有发生信号强度衰减而形成第一信号与第二信号的现象，表示没有鱼苗2通过。若鱼苗2没有通过长达第一门槛时间(例如5秒、10秒等)，中央计算装置14可判断待测鱼苗水箱11中已没有剩余的鱼苗2，或是判断水路直管12被异物或是体积过大的鱼苗2堵塞。此时，中央计算装置14可发出警示信号，以通知使用者关闭计数系统1，或是进行状况排除。
值得一提的是，藉由前述的时间差，中央计算装置14还可进一步分析与计算各鱼苗2的其他信息，例如长度、通过时间等。
于一实施例中，中央计算装置14可通过下述第一计算式来计算一尾鱼苗2的鱼苗长度。
第一计算式：
本实施例中，中央计算装置14可以在计算出鱼苗长度L后，判断此鱼苗2是否有尺寸过大或尺寸过小的问题。例如，若鱼苗长度大于1.2倍的参考鱼苗长度，中央计算装置14判断此鱼苗2的尺寸过大，并累计鱼苗过大+1；若鱼苗长度小于0.8倍的参考鱼苗长度，中央计算装置14判断此鱼苗2的尺寸过小，并累计鱼苗过小+1。
承上，于待测鱼苗水箱11中的所有鱼苗2皆计数完毕后，中央计算装置14可判断鱼苗过大或鱼苗过小的累计数量是否超过门槛值(例如10只、20只等)，并于超过门槛值时发出警示信号，以提醒使用者进行分群。如此一来，可有效避免因为多个鱼苗2的尺寸大小不一而产生残食的现象。
于一实施例中，中央计算装置14还可通过下述第二计算式来计算一尾鱼苗2的通过时间。所述通过时间可指鱼苗2通过第一光学检测装置1311的位置的时间，或是通过第二光学检测装置1321的位置的时间，不加以限定。下面第二计算式以通过第一光学检测装置1311的位置的时间为例，但不以此为限。
第二计算式：T＝Ta2-Ta1。其中T为所述通过时间。
值得一提的是，中央计算装置14可以完整记录每一尾鱼苗2通过每一个光学检测装置1311、1321的通过时间，并且依据这些通过时间来计算所有鱼苗2的平均通过时间(Tavg)。例如，当每一个光学检测装置1311、1321皆记录了五十笔的通过时间后，中央计算装置14可以总和所有光学检测装置1311、1321的所有通过时间，并且除以累计的计数量，藉此得到一尾鱼苗2的平均通过时间，以做为后续其他演算的参考值(容后详述)。
续请参阅图5A至图5E，为本发明的鱼苗检测的第二实施例的第一示意图至第五示意图。图5A至图5E用以说明多个鱼苗2重叠时的处理程序。
首先如图5A所示，所述第一光学检测装置1311朝向水路直管12持续投射第一光信号并接收第一反射信号，所述第二光学检测装置1321朝向水路直管12持续投射第二光信号并接收第二反射信号。在鱼苗2尚未流过时，第一光信号、第一反射信号、第二光信号及第二反射信号会穿过气态介质(空气)及液体介质(水)。
接着如图5B所示，当鱼苗2经由水路直管12流到第一光学检测装置1311的位置时，将会遮蔽第一光信号及第一反射信号，造成第一反射信号的信号强度衰减而形成所述第一信号。此时的第一光信号与第一反射信号会同时穿过气态介质(空气)、液态介质(水)及固态介质(穿透程度依光源种类及鱼苗2是否为半透明体而异)。与图4B相同，中央计算装置14会在检测到所述第一信号时记录鱼苗2的第一抵达时间。
接着如图5C所示，在第一反射信号的信号强度尚未恢复为初始信号强度之前(即，仍为所述第一信号)，鱼苗2到达第二光学检测装置1321的位置并遮蔽第二光信号及第二反射信号，造成第二反射信号的信号强度衰减而形成所述第二信号。此时的第一光信号、第二光信号、第一反射信号与第二反射信号皆会同时穿过气态介质(空气)、液态介质(水)及固态介质(鱼苗2)，也就是说中央计算装置14可同时检测到所述第一信号以及第二信号。
于图5C的情况下，表示鱼苗2的长度过长(大于第一光学检测装置1311与第二光学检测装置1321间的距离)，或是有多个鱼苗2重叠且连续地通过。因此，中央计算装置14需执行进一步的计算与判断。
接着如图5D所示，当鱼苗2持续流动且离开第一光学检测装置1311的位置时，将使得第一反射信号的信号强度恢复为初始信号强度。此时的第一光信号与第一反射信号只会穿过气态介质(空气)与液态介质(水)。与图4C相同，中央计算装置14会在检测到第一反射信号恢复为初始信号强度时，记录鱼苗2的第一离开时间。
接着如图5E所示，当鱼苗2持续流动且离开第二光学检测装置1321的位置时，将使得第二反射信号的信号强度恢复为初始信号强度。此时的第二光信号与第二反射信号只会穿过气态介质(空气)与液态介质(水)。与图4E相同，中央计算装置14会在检测到第二反射信号恢复为初始信号强度时，记录鱼苗2的第二离开时间。
本发明中，当发生如图5C所示的现象时，中央计算装置14即通过所述时间差、参考鱼苗长度以及平均通过时间等参数来判断是鱼苗过长或是鱼苗重叠所导致，进而决定如何计数鱼苗数量。
参阅图7，为本发明的鱼苗计数程序的第一实施例的流程图。图7主要是对图3的步骤S18做更进一步的解释，以说明中央计算装置14如何判断为鱼苗过长或是鱼苗重叠。
首先，中央计算装置14于计数时，判断是否有前述图5C的现象发生，即，中央计算装置14判断鱼苗2的第二抵达时间是否早于或等于第一离开时间(步骤S180)。若鱼苗2的第二抵达时间晚于第一离开时间，表示鱼苗2的长度小于第一光学检测装置1311与第二光学检测装置1321间的距离，因此中央计算装置14将鱼苗数量计数为1(步骤S182)，表示没有鱼苗重叠的现象。
接着，中央计算装置14通过前述第一计算式与第二计算式计算鱼苗2的鱼苗长度以及通过时间(步骤S184)，并据以判断鱼苗2是否有尺寸过大或尺寸过小的现象(步骤S186)。具体地，若鱼苗长度大于1.2倍的参考鱼苗长度(L＞1.2×Lref)，则中央计算装置14累计鱼苗过大+1(步骤S188)；若鱼苗长度小于0.8倍的参考鱼苗长度(L＜0.8×Lref)，则中央计算装置14累计鱼苗过小+1(步骤S190)。上述的Lref为参考鱼苗长度。
若于前述步骤S180中，中央计算装置14判断鱼苗2的第二抵达时间确实早于或等于第一离开时间，表示可能有鱼苗重叠的现象发生。此时，中央计算装置14先通过前述计算式计算鱼苗2的鱼苗长度以及通过时间(步骤S192)。接着，中央计算装置14通过下列第三计算式计算第一预测值(步骤S194)。
第三计算式：(M-0.5)×Lref＜L≤(M+0.5)×Lref。其中，M为第一预测值，Lref为参考鱼苗长度，L为鱼苗2的鱼苗长度，并且第一预测值为一个正整数。
并且，中央计算装置14还通过下列第四计算式计算第二预测值(步骤S196)。
第四计算式：(N-0.5)×Tavg＜T≤(N+0.5)×Tavg。其中，N为第二预测值，Tavg为所述平均通过时间，T为鱼苗2的通过时间(通过第一光学检测装置1311的时间或通过第二光学检测装置1321的时间)，并且第二预测值为一个正整数。
最后，中央计算装置14以第一预测值M与第二预测值N中的最小值(即，Min(M,N))来计数鱼苗数量(步骤S198)。
具体地，若一尾鱼苗2的长度超出参考鱼苗长度，但通过时间没有大幅超出平均通过时间，表示此鱼苗2可能只是尺寸较大，但没有多个鱼苗重叠的问题。相似地，若一尾鱼苗2的通过时间超出平均通过时间，但长度没有大幅超出参考鱼苗长度，表示此鱼苗2可能只是流动速度较慢，但也没有多个鱼苗重叠的问题。
值得一提的是，由于鱼苗2较为脆弱，无论是在计数过程或是计数完毕后的搬运过程中皆可能会死亡，因此本发明在上述步骤S198中选择以第一预测值M与第二预测值N中的最小值来计数鱼苗数量，实可有效降低误差并提高计数精确度。另外，本发明主要是经由光信号的信号强度来计数鱼苗数量，因此可能会因为水路直管12中流动的杂物(例如树叶)而造成误计。于此情况下，上述以最小值来计数鱼苗数量的方式亦可令计数完成的鱼苗数量更贴近鱼苗的实际数量。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
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