Prosjektnummer
Automatisk veiing av pelagisk fisk ombord: Hovedprosjekt, fase 1
Sammendrag av resultater fra prosjektets faglige sluttrapport
Prissetting av pelagisk fisk er i stor grad basert på individvekt og fastsatte vektklasser. Det er derfor av stor betydning å ha et godt estimat på vektfordelingen av en fangst. Situasjonen i dag er at dette gjøres manuelt ved stikkprøver, og det ønskes en automatisert metode for å redusere arbeid, samt øke mengde av veid fisk for å forbedre det statistiske grunnlaget.
Prosjektet har vurdert ulike konsepter for automatisk veiing av pelagisk fisk om bord, og kommet frem til en prototype av et helhetlig konsept som ble testet på land. Konseptet er satt sammen av følgende delkonsepter:
• kar med fisk
• stigebånd med medbringere for singulering av fisk i grupper på 1–3 fisk per medbringer
• transportør
• 3D-maskinsyn for volumberegning av fiskene i gruppene og
• fysisk vekt for å veie hver gruppe
Programvaren i konseptet gjør en volumproporsjonal fordeling av den faktiske vekten på hver enkelt fisk i en gruppe og oppdaterer kontinuerlig et estimat av vektfordelingen til fisken.
Konseptet som er utviklet og testet i prosjektet er et godt utgangspunkt for et implementeringsprosjekt, og flere konkrete forbedringsmomenter er identifisert i prototypen utviklet i prosjektet.
-
Faktaark: Automatisk prøvetaking og veiing av pelagisk fisk ombord
SINTEF Fiskeri og havbruk. 17. juni. 2014. Av Ida Grong Aursand.
-
Presentasjon: Automatisk veiing ombord
SINTEF Fiskeri og havbruk AS. Presentasjon på FHFs pelagiske samling. Desember 2015. Av Aleksander Eilertsen.
-
Sluttrapport: Automatisk veiing av pelagisk fisk ombord - Fase 1
SINTEF Fiskeri og havbruk AS. Rapport A27568. 14. april 2016. Av Aleksander Eilertsen, Ida G. Aursand, John Reidar Mathiassen og Elling Ruud Øye.
I dag tas det ut stikkprøver av fangsten om bord, og enkeltfisk veies manuelt. Arbeidet involverer 1–2 mann. Målingene gir et estimat på vektfordelingen til hele fangsten. Ofte medfører denne arbeidsoppgaven tunge løft og usikret klatring, også under vanskelige værforhold. Arbeidet er tidkrevende og ofte er to fiskere opptatt med arbeidet kontinuerlig under ombordtakingen av fangsten. Ved dagens metode veies omtrent 200 kg fisk per 500 tonn fisk (eksempel sild; 800 fisk i prøve av fangst på 2 000 0000 fisk = 0,04 %). Statistisk beregning av et slikt tallmateriale viser at dette normalt skal være tilstrekkelig prøvemengde. Fisken tas ombord i løpet av 30–60 minutter. Med en snittvekt på 250 gram betyr dette at man har behov for å veie 13–27 fisk per minutt, eller 0,2–0,45 fisk/sek. Ved manuell veiing oppnås typisk ca. 10–15 fisk per minutt. Et automatisk (eller halvautomatisk) system vil kunne ha betydelig høyere kapasitet.
Når fangsten landes gjennomfører mottaksanlegget en ny estimering av vektfordelingen og endelig pris for fangsten fastsettes. Dersom det er avvik mellom vektfordeling funnet ombord og vektfordeling funnet på mottaksanlegg, skaper det merarbeid i prissettingen og potensielle inntektstap hos begge parter.
Veiing/vektestimering kan gjøres med bevegelseskompenserende vekt (veiecelle) og/eller ved bruk av maskinsyn-prinsipper (3D/2D) og bildebehandling. Førstnevnte er det som benyttes ved manuell veiing i dag, og sistnevnte har vist seg å kunne være et alternativ gjennom andre prosjektaktiviteter hos SINTEF. For at fisken skal kunne veies automatisk må den først singuleres, og det må kontrolleres at fisken kommer enkeltvis inn på vekten.
Med bakgrunn i erfaringen fra de tidligere og pågående prosjektene, vil det i dette prosjektet utvikles et ombordbasert system for veiing av pelagisk fisk. Et slikt system ombord på fartøy vil, sammen med individbasert sortering på mottaksanlegg kunne ivareta et godt estimat på vektfordelingen til fisken i hele verdikjeden. Dette vil spare både fartøy og mottaksanlegg for kostbart merarbeid og redusere tapte inntekter for begge parter. Systemet skal komme både sjø- og landside til gode. Et forprosjekt finansiert av FHF er gjennomført, og styringsgruppen i prosjektet ønsker en videreføring. I det gjennomførte forprosjektet ble nødvendige komponenter i en automatisert prosess identifisert.
Hovedprosjektet er planlagt gjennomført i to faser. Det er valgt å gjøre det slik for å sikre godt beslutningsgrunnlag underveis, hvor resultatene i første fase danner grunnlag for endelig definisjon av siste fase; bygging av helhetlig løsning.
Fasedelingen er som følger:
Fase 1: Teknologiutvikling og labskala tester
Fase 2. Oppskalering av teknologi og tester av fullskala modell
Fase 1
B. Å utvikle infeed-system (singulering og innmating) til identifiseringsenhet før veiing av sild og makrell.
C. Å utvikle system for identifisering av veibar fisk, utkast og returfisk for artene sild og makrell, samt system for sortering av alternativene.
D. Å definere system for veiing av enkeltfisk.
E. Å designe system for uttak av batch og tilbakeføring av fisk til silkasse.
F. Å designe en helhetlig løsning for automatisk veiing av enkeltfisk (sild og makrell) ombord basert på overnevnte delkonsepter.
Fase 2 (søkes finansiert av Innovasjon Norge)
A. Å utvikle og lage integrert testmodell/prototyp for sammenstilling av elementene fra fase 1.
B. Å bygge prototype og testing på landanlegg ombord på fiskefartøy.
• det vil lette arbeidet for fiskerne ombord (HMS)
• det vil kunne rasjonalisere operasjonen ombord – og frigjøre arbeidskraft
• det vil kunne gi et mer nøyaktig mål på størrelsesfordeling på fangsten
Hele den pelagiske flåten vil kunne ha nytte av resultatet fra dette prosjektet. I tillegg vil det også komme landsiden til gode da de er svært opptatt av å ha et riktig estimat på størrelsesfordelingen av fangsten allerede når den auksjoneres. Dette vil igjen kunne gi økt lønnsomhet både for flåten på den måten at man vil kunne oppnå en høyere pris på auksjon når landsiden vet mer opp produktet de kjøper. Videre vil landsiden kunne oppnå økt lønnsomhet siden de lettere kan skreddersy produksjonen til marked når de vet mer om størrelsesfordelingen på fangsten når de kjøper den.
Det er stor interesse fra flåten og landsiden for dette prosjektet. Det er allerede lagt ned store ressurser i prosjektet (fra MMC og fartøyene, samt kr 817.000 kr fra FHF i forprosjektet).
Ansvarlig: SINTEF
Aktivitet 1.1: Immobilisering
Både med tanke på veiing og vektestimering er det essensielt at fisken ligger rolig mens den veies eller fotograferes. Det er her tenkt at prøveuttakene batchvis skal immobiliseres med elektrisitet. Derfor må immobiliseringsenheten dimensjoneres for å ta høyde for passende mengde fisk. En annen viktig oppgave i den forbindelse blir å finne riktig innstilling av strøm slik at all fisk er immobilisert, men uten å påvirke kvaliteten på fisken med for eksempel svimerker eller ryggsprengning.
Aktivitet 1.2: Singulering
En mekanisk singuleringsenhet er delvis testet på laboratorium i forprosjektet. Det gjenstår imidlertid å gjøre denne robust nok til å takle forholdene om bord, samtidig som indre utforming, strømningsforhold og vannmengde må optimaliseres. Det må også undersøkes om det er mulig å konstruere singulatoren slik at samme enhet kan håndtere flere både sild og makrell. I tillegg må overføringen av batcher fra immobiliseringsenheten til singuleringsenheten utvikles, med tanke på regulering av innmatingen slik at singuleringsenheten ikke overbelastes.
• Utvikling av immobilisator av fisk (SINTEF i samarbeid med Kings Bay og MMC)
• Utvikling av innmatingsystem til singulator (SINTEF i samarbeid med MMC)
Ansvarlig: SINTEF
Aktivitet 2.1: Identifisering
En av de mest omfattende oppgavene i utviklingen av et automatisert veiesystem om bord vil være knyttet til maskinsyn. Et stort datasett med bilder av både sild og makrell må samles inn. Basert på datasettene kan algoritmer for identifisering av sild og makrell lages. Satt inn i et hovedprogram for hvordan bildene skal tolkes kan man dermed skille mellom veibar fisk (singulert fisk av riktig type), utkast (med skader eller feil art) og returfisk (som ligger dobbelt og derfor ikke kan veies). All fisk må veies enkeltvis for å oppnå riktig statistisk fangstfordeling og samtidig et estimat for bifangst/utkast. I tillegg må kamera og belysning som er egnet for oppgaven og forholdene om bord velges.
Aktivitet 2.2: Mekanisme og styringssystem
Mekanisme for sortering må designes, slik at veibar fisk går til veiing, uegnet fisk (skadet eller feil art) går til utkast og dobbel fisk sendes i retur. Et styringssystem håndterer signaler fra identifiseringen og posisjonerer sorteringsmekanismen.
Aktivitet 2.3: Veiing
Som etablert i forprosjektet er det fortsatt nødvendig med en fysisk vekt for å veie fisken. Når teknologien er moden kan det tenkes at vekten kan gjøres overflødig ved at maskinsyn benyttes til vektestimering. Inntil videre vil gyrostabilisert vekt, som benyttes manuelt i dag, inngå i systemet. Denne vil da også fungere som backup slik at manuell veiing kan utføres hvis det automatiske systemet skulle være nede.
• Videreutvikling av algoritmer for maskinsyn til industriell funksjonalitet for NVG sild
• Singulering
• Gjenkjenning av bifangst / utkast
Ansvarlig: MMC
Batchuttak og tilbakeføring til silkasse må spesialdesignes til fartøy. I prosjektet skal det ses på løsninger for to fartøy av ulik størrelse og med ulik fangsthåndtering.
Ansvarlig: SINTEF og MMC
Når fungerende enheter for hver delfunksjon er utviklet må disse samkjøres i et helhetlig totalkonsept og testes for å sikre at systemet fungerer. Testene av de enkelte enhetene kan delvis utføres på laboratorium, men totalkonseptet må testes på større mengder fisk i riktig tilstand. I Fase 1 av prosjektet er det derfor planlagt å teste totalkonseptet på fersk fisk ved et landanlegg.
I fase 2, når totalkonseptet er bygget sammen til et enhetlig system, er det planlagt å teste systemet om bord gjennom å:
• utvikle og lage integrert testmodell/prototyp for sammenstilling av alle elementer labskala
• tegne ut totalkonsept (MMC)
• verifisere testmodell
• foreta fullskala tester og optimalisering av design av singulator med immobilisator og in-feed-system
AP 5: Prosjektledelse, resultatformidling og kvalitetssikring.
Ansvarlig: SINTEF
Prosjektledelse, resultatformidling og kvalitetssikring vil medføre følgende:
• planlegging og styring av FoU-aktiviteter
• arrangement av to styringsgruppemøter
• rapportering til FHF
• oppdatering av prosjektets nettside
• sammenstilling av
o sluttrapport
o populærvitenskapelig artikkel
o prosjektbeskrivelse for Fase 2
• formidling av prosjektresultater ved FHF pelagisk forum
• kvalitetssikring av alle FoU-aktiviteter og prosjektresultater
I fase 2 skal følgende aktiviteter gjennomføres:
1. Utvikle og lage integrert testmodell/prototyp for sammenstilling av elementene fra fase 1 (innmating, singulering, veiing/vektestimering). I samarbeid med MMC vil en fullskala testmodell bygges med utførelse og komponentanvendelse tilpasset industrielt bruk.
2. Testing, verifisering og dokumentasjon av testmodell ombord. Dette forventes gjennomført i to runder i forbindelse med gjennomføring av forskningstokt. Mellom hver av de to testrunder forventes videreutvikling/justering av konseptet. Systemet skal rapporteres og dokumenteres.
Fase 1
• Det skal utarbeides en populærvitenskapelig artikkel om prosjektet.
• Presentasjon ved FHF pelagiske samling desember 2013.
• Nettsiden til prosjektet skal oppdateres jevnlig, og minimum tre ganger i løpet av prosjektperioden.
• Nyheter fra prosjektet skal formidles på FHF sine nettsider.
• Faktaark fra prosjektet.
Fase 2
• Presentasjon ved FHF pelagiske samling i desember 2014.
• Nettsiden til prosjektet skal oppdateres jevnlig, og minimum tre ganger i løpet av prosjektperioden.
• Nyheter fra prosjektet skal formidles på FHF sine nettsider.
• Faktaark fra prosjektet.
-
Sluttrapport: Automatisk veiing av pelagisk fisk ombord - Fase 1
SINTEF Fiskeri og havbruk AS. Rapport A27568. 14. april 2016. Av Aleksander Eilertsen, Ida G. Aursand, John Reidar Mathiassen og Elling Ruud Øye.