Diseño y construcción de un prototipo para medir la trucha arcoíris dentro de un flujo de agua procesando imágenes digitales

Abstract

En el proceso de crianza tradicional de la trucha arcoíris, el granjero extrae individualmente los peces de los tanques de crianza y estima su longitud de manera visual, para determinar si debe cambiarlos a otro estanque acorde a su talla. Lamentablemente, esta medición visual no es exacta y genera maltrato y estrés al espécimen. En esta tesis se presenta el diseño, construcción y evaluación de un novedoso prototipo para medir la longitud de la trucha arcoíris mientras nada contracorriente en un flujo de agua, como alternativa al método tradicional de medición por inspección visual. Este prototipo esta integrado por siete componentes: alimentador de peces, iluminación, visión, distribución, canalización; así como, caja de intermitencia y difusor de agua. Con el desarrollo de esta investigación se presenta una alternativa para la medición de la trucha arcoíris, que en un futuro permita automatizar el proceso y mejore la exactitud de la medición manual, así como, disminuya la manipulación y estrés de los especímenes durante el proceso de crianza. Para estimar la longitud de la trucha arcoíris se implementaron dos módulos, detección y medición, para procesar los videos adquiridos por la cámara instalada dentro del prototipo. El primer módulo detecta la presencia de un pez dentro de una imagen y en caso afirmativo activa el módulo de medición. Para la estimación de la longitud se procesa la imagen del pez para detectar los puntos (x,y) que forma la silueta del cuerpo del pez y con estos puntos interpolar una curva de ajuste para estimar su longitud. La funcionalidad de este prototipo se ha evaluado y refinado en diferentes experimentos realizados en una granja acuícola de trucha arcoíris, ubicada en el Valle del Potrero, municipio de Ocoyoacac, Estado de México, México. Para reportar los resultados experimentales en esta tesis, se video grabaron diez truchas arcoíris de talla adulta nadando contra corriente a través del componente de canalización del prototipo propuesto. Posteriormente, se procesaron los videos capturados en la experimentación para evaluar la exactitud en la estimación de las longitudes. En el procesamiento de la imágenes capturadas se reportan dos resultados principales, la detección y medición de los peces. En los videos adquiridos los peces realizaron 46 nados, en los que el módulo de detección obtuvo un porcentaje de detección exitoso de 96.7% que representa un total de 244 imágenes de peces. Por su parte, el módulo de medición obtuvo un error absoluto medio de 1.413cm y un error relativo medio de 5.206% sobre las longitudes estimadas en las 244 imágenes, los cuales son resultados competitivos con el estado del arte.