CN105574899B - 笼养鸡的粪便监测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种笼养鸡的粪便监测方法及系统。相机支架固定在传送带上方，CCD相机安装在相机支架上，电机带动传送带运行，电机和CCD相机连接到电脑；将鸡笼放置在传送带上方，置有鸡笼中鸡粪便落在传送带上沿传送带传送，通过CCD相机依次采集传送带上鸡粪便的图像，经图像处理获得传送带上粪便的颜色和稀稠程度，获得监测数据，根据粪便的颜色和稀稠程度与已知的粪便‑疾病关系进行对比得到粪便的种类，对各个鸡笼内鸡群健康进行监测。本发明可在鸡笼现有的清粪带基础上改装完成；固定时间开启，准确获得各个鸡笼内鸡群的排便情况；通过与正常粪便的颜色和稀稠程度对比，准确判断家禽的健康状况。
Description
技术领域
本发明涉及一种粪便监测方法及系统，尤其涉及一种笼养鸡的粪便监测方法及系统。
背景技术
笼养是常用的家禽规模化养殖方式，其优点是粪便可通过传送带统一处理。实际养殖中，家禽粪便是判断家禽是否健康的重要依据，正常的家禽粪便为带白头的条状青灰色粪便，其他不同颜色、不同数量的粪便反映鸡群处于不同的亚健康状态。因此，通过对家禽粪便的监测，养殖人员可以得知鸡群的健康状况，并通过调整饮食、增加免疫来进行调节。
目前获知家禽粪便情况通常采用人工观察的方式，即养殖人员在鸡舍中巡视查看家禽粪便。这种方法的缺点是耗时费力，不能准确全面了解笼内鸡群的粪便情况。
发明内容
为了克服背景技术中人工观察家禽粪便情况的不足，本发明的目的在于提供一种笼养鸡的粪便监测方法及系统，利用计算机视觉对粪便颜色和面积进行识别，结合传送带获得所有笼内鸡群的粪便状况。
本发明采用的技术方案是：
一、一种笼养鸡的粪便监测方法：
将鸡笼放置在传送带上方，置有鸡笼中鸡粪便落在传送带上沿传送带传送，通过CCD相机依次采集传送带上鸡粪便的图像，经图像处理获得传送带上粪便的颜色和稀稠程度，获得监测数据，根据粪便的颜色和稀稠程度与已知的粪便-疾病关系进行对比得到粪便的种类，对各个鸡笼内鸡群健康进行监测。
所述的粪便的稀稠程度是经图像处理统计不同颜色粪便的面积获得的。
所述经图像处理获得传送带上粪便的颜色和稀稠程度具体为：
首先，建立背景图像：利用CCD相机采集传送带无粪便时的图像，作为背景图像B0；
然后，提取差分图像：将CCD相机采集到传送带有粪便的图像与背景图像B0进行减差，获得差分图像，具体是对CCD相机采集的第n个鸡笼对应的传送带图像Bn与背景图像B0进行减差；
接着，对提取后的差分图像进行颜色识别和面积计算：基于HSV色彩空间将差分图像分割成若干个区域进行颜色识别，然后对各个区域二值化，获得区域面积大小；
最后，将相同颜色粪便的面积进行统计分析，得到粪便的稀稠程度：设定稀稠程度的阈值为S，若单个粪便区域的面积大于S，可认为该粪便为稀粪便，小于S则认定为干粪便。
二、一种笼养鸡的粪便监测系统：
包括鸡笼、传送带、相机支架、CCD相机、电机和电脑；传送带放置在一排鸡笼的正下方承接鸡笼落下的鸡粪，相机支架固定在传送带沿传送方向末端的上方，CCD相机安装在相机支架上，电机带动传送带运行，CCD相机和电机均连接到电脑。
所述的相机支架采用方形钢管。
所述的CCD相机镜头对向传送带末端出口处，用于拍摄传送带图像。
现有家禽养殖中的粪便均未合理利用，而规模化养殖的家禽数量较大，现有根本没有出现过采用图像识别和检测鸡只粪便的技术方案，本发明采用的图像处理在家禽养殖的粪便监测上，合理利用了家禽排泄物的资源，其是本领域技术人员不容易想到，其通过图像处理监测家禽粪便可了解家禽的健康状况。
本发明具有的有益的效果是：
1、该系统可在鸡笼现有的传送带基础上加装完成，节省了养殖设备成本。
2、养殖期间固定时间开启该系统，可以及时并准确地获得各个鸡笼内鸡群的排粪情况，减少了鸡舍工作人员的工作量。
3、通过与正常粪便的颜色和面积对比，可以判断家禽的健康状况，反映饮食或免疫是否存在问题。
本发明可用于对笼养鸡的粪便监测。
附图说明
图1是本发明系统结构示意图。
图2是本发明相机触发的流程图。
图3是本发明粪便监测信息获取的流程图。
图4是本发明实施例图像采集获得的粪便示意图。
图中：1、鸡笼；2、传送带；3、相机支架；4、CCD相机；5、电机；6、电脑。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示，包括鸡笼1、传送带2、相机支架3、CCD相机4、电机5和电脑6；传送带2放置在一排鸡笼1的正下方承接鸡笼1落下的鸡粪，相机支架3固定在传送带2沿传送方向末端的上方，CCD相机4安装在相机支架5上，电机5带动传送带2运行，CCD相机4和电机5均连接到电脑6。电脑6控制电机5定时开启，触发CCD相机4运行图像处理程序，保存各个鸡笼内鸡群的粪便信息。
相机支架3采用方形钢管。
CCD相机4镜头对向传送带末端出口处，用于拍摄传送带图像。
相机支架固定在传送带上方，CCD相机安装在相机支架上，电机带动传送带运行，电机和CCD相机连接到电脑；传送带运行时，每移动单个鸡笼长度的距离，触发CCD相机获取传送带图像，直到获得所有鸡笼下方传送带的图像。
本发明的实施例及其具体实施工作过程如下：
如图1所示，鸡笼1下方安装有传送带2，用于承接鸡粪，长10m，材质是表面光滑的白色橡胶。相机支架3支架采用边长50mm方形钢管，固定在鸡笼框架上，位于传送带2末端上方，CCD相机4安装在相机支架3上，镜头对向传送带，可获得清晰的传送带图像。电机5固定在鸡笼一端的竖支撑架上，带动传送带2运行，CCD相机4和电机5分别连接到电脑6。
如图2所示触发相机进行采集，设定传送带运行速度为v，单个鸡笼长度为L，该层鸡笼数为N，每隔时间t，触发CCD相机获取传送带图像。
电脑6控制电机工作以及处理CCD相机获得图像，同时可保存处理后的图像数据和监测数据。
养殖期间系统定时开启，电机带动传送带运行，每当传送带移动单个鸡笼长度的距离，CCD相机触发获取传送带的图像，直到获得所有鸡笼下方传送带的图像。所有图像经程序处理后得到鸡笼对应鸡群的粪便颜色，统计不同颜色粪便的面积，由面积确定粪便的稀稠程度，粪便的颜色和稀稠程度作为判断鸡群健康状况的依据。如图3所示具体采用以下方式：
首先，建立背景图像：利用CCD相机采集传送带无粪便时的图像，作为背景图像B0；
然后，提取差分图像：对CCD相机采集的第n个鸡笼对应的传送带图像Bn与背景图像B0进行减差，获得差分图像；
接着，对提取后的差分图像进行颜色识别和面积计算：基于HSV色彩空间将差分图像分割成若干个区域进行颜色识别，然后对各个区域二值化，获得区域面积大小；
最后，将相同颜色粪便的面积进行统计分析，得到粪便的稀稠程度：设定稀稠程度的阈值为S，若单个粪便区域的面积大于S，可认为该粪便为稀粪便，小于S则认定为干粪便。依此，图4中粪便A、B可认定为稀粪便，粪便C、D、E、F为干粪便。
按本领域技术人员来说，正常的鸡粪便为带白头的条状青灰色粪便，其他颜色或形状的粪便说明鸡群健康存在问题。例如，粪便为白色糊状，可能发生鸡白痢或者传染性法氏囊病；鸡排出红色粪便最常见的原因是球虫病；黑色粪便属血便的一种，说明消化道存在问题；绿色粪便由胆汁和倡导脱落细胞相混而成，最常见原因是新城疫；黄色稀便则说明鸡群可能患有组织滴虫病或链球菌病；而硫磺色稀样粪便代表鸡群患上心包积液综合征。将各个鸡笼鸡群的粪便颜色特征和稀稠程度与以上情况进行比对，可以获得各个鸡笼内鸡群的健康状况。
本发明通过图像处理方法检测鸡只粪便，将鸡群的健康状况以报表等形式通知养殖管理人员，可对突发状况进行预警，并针对性地调整水料供应或安排饮水、注射免疫，降低了养殖的风险和成本，技术效果显著突出。
Claims (1)
1.一种笼养鸡的粪便监测方法，其特征在于：将鸡笼放置在传送带上方，鸡笼中鸡粪便落在传送带上沿传送带传送，通过CCD相机依次采集传送带上鸡粪便的图像，经图像处理获得传送带上粪便的颜色和稀稠程度，获得监测数据，根据粪便的颜色和稀稠程度与已知的粪便-疾病关系进行对比得到粪便的种类，对各个鸡笼内鸡群健康进行监测；
所述经图像处理获得传送带上粪便的颜色和稀稠程度具体为：
首先，建立背景图像：利用CCD相机采集传送带无粪便时的图像，作为背景图像B0 ；
然后，提取差分图像：将CCD相机采集到的传送带有粪便的图像与背景图像B0 进行减差，获得差分图像，具体是对CCD相机采集的第n个鸡笼对应的传送带图像Bn与背景图像B0进行减差；
接着，对提取后的差分图像进行颜色识别和面积计算：基于HSV色彩空间将差分图像分割成若干个区域进行颜色识别，然后对各个区域二值化，获得区域面积大小；
最后，将相同颜色粪便的面积进行统计分析，得到粪便的稀稠程度。
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