CN107125155A - 用于牧场虫害防控的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于牧场虫害防控的系统，其特征在于，包括:杀虫剂供给单元，用于提供至少一种杀虫剂和载体，并混合所述至少一种杀虫剂和载体以得到混合液；图像识别单元，用于动态采集将要应用杀虫剂的动物的图像，并基于所述图像确定所述动物的至少一个特征参数；喷射器，用于将所述混合液喷射到所述动物上；以及控制器，被配置为基于所述动物的至少一个特征参数，控制所述喷射器的运行参数。

Description

用于牧场虫害防控的系统和方法

技术领域

本申请涉及牧场管理领域，更具体地而言，涉及一种用于牧场虫害防控的系统和方法。

背景技术

对于牧场虫害的控制与管理是非常具有挑战性的，花费巨大但往往效果不显著。困扰牧场的虫害不仅包括传统的节肢动物类(例如蚊蝇等)，而且还包括各种病毒、细菌以及类似致病源等。如果不能有效进行牧场的虫害防控的话，将会严重影响牧场的管理与发展，例如，对于奶牛场来说，蚊蝇携带各种有害的微生物，到处传播，轻者将影响牛只的健康，重者可造成牛场疾病蔓延，甚至导致牛只死亡，从而导致牛奶产量减少、加速疾病传播等，严重影响奶牛养殖业的发展，并且造成很大损失。

目前应用于牧场虫害防控的方法主要有：在牧场的特定地点安装荧光电子灭虫器，将杀虫剂涂在动物耳上或尾巴上进行杀虫，或者将杀虫剂喷洒在苍蝇等虫害栖息的场所等等，但所需的用药量大，并且用药时间长，而效果并不显著。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种用于牧场虫害防控的系统，包括:杀虫剂供给单元，用于提供至少一种杀虫剂和载体，并混合所述至少一种杀虫剂和载体以得到混合液；图像识别单元，用于动态采集将要应用杀虫剂的动物的图像，并基于所述图像确定所述动物的至少一个特征参数；喷射器，用于将所述混合液喷射到所述动物上；以及控制器，被配置为基于所述动物的至少一个特征参数，控制所述喷射器的运行参数。

在一些实施例中，所述图像识别单元包括：至少一个图像传感器，其用于动态采集将要应用杀虫剂的动物的至少一幅图像；图像预处理部，其用于对所采集的至少一幅图像进行图像校正处理；以及特征提取部，其基于校正处理后的图像确定所述动物的至少一个特征参数。

在一些实施例中，所述系统包括三个图像传感器，其分别设置在动物行进通道的左侧、右侧以及上侧。

在一些实施例中，所述动物的至少一个特征参数包括：动物的编号、动物的身高、头部位置以及大小、背部位置以及大小、动物的腿部位置和高度。

在一些实施例中，所述喷射器包括：喷射控制组件、喷射杆以及位于喷射杆末端的喷嘴，其中所述喷射控制组件按照所述控制器基于所述动物的至少一个特征参数所产生的信号控制所述喷射杆的方向以及高度。

在一些实施例中，所述喷射控制组件按照所述控制器基于所述动物的至少一个特征参数所产生的信号控制由所述喷嘴喷射的混合液的喷射量以及喷射速度。

在一些实施例中，所述杀虫剂供给单元包括：储存罐，其用于容纳并提供所述至少一种杀虫剂和载体至循环混合装置；水槽，其用于容纳并且提供水至循环混合装置；以及循环混合装置，其用于充分混合位于其中的至少一种杀虫剂和载体以及水。

在一些实施例中，包括：注入泵，其和所述储存罐保持液体流通并且可操作地相连，用于抽取所述储存罐中的所述至少一种杀虫剂和载体进入所述循环混合装置。

在一些实施例中，进一步包括：水压调节器，其和所述水槽保持液体流通并且可操作地相连，用于调节进入所述循环混合装置中的水量和水流速度。

在一些实施例中，所述控制器进一步和所述循环混合装置相连接，控制所述循环混合装置的混合速度。

在一些实施例中，所述控制器进一步和所述注入泵相连接，以控制所述注入泵的抽取速度和抽取量。

在一些实施例中，所述控制器进一步和所述水压调节器相连接，以向所述水压调节器传输有关进入所述循环混合装置中的水量和水流速度的信号。

本申请的另一个目的在于提供一种用于牧场虫害防控的方法，包括:提供至少一种杀虫剂和载体，并混合所述至少一种杀虫剂和载体以得到混合液；动态采集将要应用杀虫剂的动物的图像，并基于所述图像确定所述动物的至少一个特征参数；基于所述动物的至少一个特征参数，控制喷射器的运行参数；以及调节喷射器的运行参数，并通过喷射器将所述混合液喷射到所述动物上。

在一些实施例中，所述动物的至少一个特征参数包括：动物的编号、动物的身高、头部位置以及大小、背部位置以及大小、动物的腿部位置和高度。

在一些实施例中，所述喷射器包括：喷射控制组件、喷射杆以及位于喷射杆末端的喷嘴，其中所述喷射控制组件按照控制器基于所述动物的至少一个特征参数所产生的信号控制所述喷射杆的方向以及高度。

在一些实施例中，所述喷射控制组件按照控制器基于所述动物的至少一个特征参数所产生的信号控制由所述喷嘴喷射的混合液的喷射量以及喷射速度。

在一些实施例中，所述至少一种杀虫剂和载体在循环混合装置中和水充分混合以得到所述混合液。

在一些实施例中，所述循环混合装置与注入泵相连接，所述注入泵和储存罐保持液体流通并且可操作地相连，用于抽取所述储存罐中的所述至少一种杀虫剂和载体进入循环混合装置。

在一些实施例中，所述循环混合装置与水压调节器相连接，所述水压调节器和水槽保持液体流通并且可操作地相连，用于调节由水槽进入所述循环混合装置中的水量。

在一些实施例中，所述方法进一步包括：控制所述循环混合装置的混合速度。

以上为本申请的概述，可能有简化、概括和省略细节的情况，因此本领域的技术人员应该认识到，该部分仅是示例说明性的，而不旨在以任何方式限定本申请范围。本概述部分既非旨在确定所要求保护主题的关键特征或必要特征，也非旨在用作为确定所要求保护主题的范围的辅助手段。

附图说明

通过下面说明书和所附的权利要求书并与附图结合，将会更加充分地清楚理解本申请内容的上述和其他特征。可以理解，这些附图仅描绘了本申请内容的若干实施方式，因此不应认为是对本申请内容范围的限定。通过采用附图，本申请内容将会得到更加明确和详细地说明。

图1示出了根据本申请的一种具体实施方式的用于牧场虫害防控的系统的整体示意图；

图2示出了根据本申请的一种具体实施方式的用于牧场虫害防控的系统的局部示意图；

图3示出了根据本申请的一种具体实施方式的用于牧场虫害防控的方法流程示意图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，参考了构成其一部分的附图。在附图中，类似的符号通常表示类似的组成部分，除非上下文另有说明。详细描述、附图和权利要求书中描述的说明性实施方式并非旨在限定。在不偏离本申请的主题的精神或范围的情况下，可以采用其他实施方式，并且可以做出其他变化。可以理解，可以对本申请中一般性描述的、在附图中图解说明的本申请内容的各个方面进行多种不同构成的配置、替换、组合，设计，而所有这些都明确地构成本申请内容的一部分。

现有牧场虫害防控所需的用药量大，并且需要用药时间长，而效果并不显著。为此，本申请提供一种用于牧场虫害防控的系统，动态采集动物的图像，并基于图像确定动物的至少一个特征参数并基于该特征参数控制喷射器喷射混合有杀虫剂和载体的混合液于动物上。一方面，通过将相互不混溶成分组合在一起，并通过基本连续地搅拌组合成分使得其在压力下维持在组合状态，直到这些成分基本上混匀，同时又不改变这些组合成分本身的性质。另一方面，通过图像识别单元，精确地测定将要应用这些混合组分的动物的体型、高度，从而使得根据不同动物动态地调节混合组分的应用量以及应用方式成为可能，从而能够有效地杀灭动物身上的节肢动物类(例如蚊蝇等和各种病毒、细菌以及类似致病源)，并且能够节约用药量和用药时间，效果显著，因此使得虫害防控达到最优化。

为此，图1示出了根据本申请一种具体实施方式的用于牧场虫害防控的系统的整体示意图，该用于牧场虫害防控的系统100包括：杀虫剂供给单元102，用于提供至少一种杀虫剂和载体，并混合所述至少一种杀虫剂和载体以得到混合液；图像识别单元104，用于动态采集将要应用杀虫剂的动物的图像，并基于所述图像确定所述动物的至少一个特征参数；喷射器106，用于将所述混合液喷射到所述动物上；以及控制器108，被配置为基于所述动物的至少一个特征参数，控制所述喷射器的运行参数。

在一些实施例中，该用于牧场虫害防控的系统100可以设置于牧场的牧棚、过道、兽栏等环境内，为牧场的动物进行虫害防控。

在一些实施例中，杀虫剂供给单元102为该系统100提供杀虫剂。作为一些实施例，该杀虫剂供给单元102能够存储杀虫剂并可控地将该杀虫剂输送到喷射器106。在一些实施例中，该杀虫剂供给单元102包括：储存罐112、水槽114和循环混合装置116。作为一些实施例，该储存罐112用于容纳并提供至少一种杀虫剂和载体至循环混合装置；作为一些实施例，储存罐112容纳和储存保持至少一种化学成分作为杀虫剂。所述化学成分的例子包括：除虫菊精类、有机磷酸盐等。作为一个本领域技术人员可以理解的是，还可以使用其它化学成分来进行牧场的虫害防控，上述化学成分的例子只是示例性的而不是限制性的。在储存罐112中所容纳的化学成分可以和其它成分组合。用于牧场虫害防控系统100的其它成分可包括水、杀虫剂、用于作为杀虫剂的载体的油、替代性的化学成分，和其他物质。上述成分共同喷射到动物上以控制虫害。附加的载体不仅包括油，还可以包括硅、聚合物、凝胶和增稠剂。在一些实施例中，该储存罐112可以包括一个或多个罐体，例如，该储存罐112可以包括多个罐体，其中一个罐体容纳除虫菊精类、另一个罐体容纳有机磷酸盐、又一个罐体容纳载体。

作为一些实施例，该水槽114用于容纳并提供水至循环混合装置；作为一些实施例，该循环混合装置116用于充分混合位于该循环混合装置116中的至少一种杀虫剂、载体以及水。在一些实施例中，储存罐112与循环混合装置116通过管道连通；在一些实施例中，水槽114与循环混合装置116通过管道连通；在一些实施例中，可以将储存罐112和/或水槽114设置在循环混合装置的上方；在一些实施例中，可以将储存罐112设置在循环混合装置的上方、下方或同一水平线，并通过设置注入泵113将杀虫剂和载体注入至循环混合装置内；在一些实施例中，可以将水槽114设置在循环混合装置的上方、下方或同一水平线，并通过设置水压调节器115调节进入循环混合装置116中的水量和水流速度。

进一步，如图1所示，储存罐112和泵保持液体流通。所述泵为注入泵113，其通过可调节的水流将杀虫剂和载体(以下将“杀虫剂和载体”简称为“化学成分”)从储存罐112抽出，所述可调节的水流是由通过水压调节器115将杀虫剂和载体与水组合产生的。如图1所示，水压调节器115和水槽114流体相通，以将水槽114中的水加入到循环混合装置116中。

如图1所示，注入泵113和水压调节器115均和循环混合装置116相连通。循环混合装置116用于组合一般而言不会互溶的成分，其为一再循环泵，能够至少导致在所述再循环泵中低压和部分真空。循环混合装置116进一步能够基本混合所述一般而言不会互溶的成分。

在操作中，循环混合装置116将来自注入泵113和水压调节器115中的各种成分循环和再循环，具体而言，通过将化学成分和水均在压力状态下注入到循环混合装置116的注入口中，就可以在注入口处取得大约10psi(psi为Pounds per square inch的缩写，其中100千帕≈14.5psi)的低压点。当来自注入泵113和水压调节器115的成分被注入到循环混合装置116中后，可以在循环混合装置116中调节压力。循环混合装置116中的压力可以被调节至大约40psi。循环混合装置116将所组合的成分循环并且再循环，使得化学成分和水充分混合并且混合均匀。基本混合均匀的成分在循环混合装置116里进一步循环并且再循环，直到喷射到动物上。

请依旧参考图1，该牧场虫害防控的系统100还包括图像识别单元104。该图像识别单元104用于动态采集将要应用杀虫剂的动物的图像，并基于所述图像确定所述动物的至少一个特征参数。

在一些实施例中，该图像识别单元104能够对行进的动物、静止的动物或主体静止部分器官活动的动物进行图像采集，以实现动态采集。在一些实施例中，考虑到图像识别单元的成像系统的可能会有因象差、畸变、带宽有限等造成的图像失真，图像识别单元的成像器件拍摄姿态和扫描非线性引起的图像几何失真；以及运动模糊、辐射失真、引入噪声等造成的图像失真，该图像识别单元104会针对上述失真进行处理。作为一些实施例，该动物的至少一个特征参数包括：动物的身高、头部的位置以及大小、背部的位置以及大小、动物的腿部位置和高度。在一些实施例中，该动物可以为牧场牧养的动物，例如牛、马、羊、骆驼、猪、驴或骡子等。

在一些实施例中，该图像识别单元104包括至少一个的图像传感器、图像预处理部和特征提取部；其中图像传感器用于动态采集将要应用杀虫剂的动物的至少一幅图像；图像预处理部用于对所采集的至少一幅图像进行图像校正处理，从而对失真图像进行的复原性处理；特征提取部基于校正处理后的图像确定所述动物的至少一个特征参数，以提高特征参数的准确性。

作为一些实施例，该图像传感器可以采集动物的一幅图像，在另一些实施例中，该图像传感器可以采集该动物的多幅图像。该图像传感器的数量可以为一个或多个，例如2个、3个、4个等等。本领域的技术人员可以根据实际需要，设置图像传感器的数量，在此特意说明，不应过分限制本发明的保护范围。在一些实施例中，该图像传感器为3个，分别设置于动物行进通道的左侧、右侧以及上侧，从而能够较全面的从各个角度采集包含动物特征的图像。并且每一个图像传感器也可以分别采集动物的1-2幅图像，以克服时间误差。

在一些实施例中，图像传感器采集多幅包含动物特征的图像，并从多幅图像中获取至少一幅作为参考图像，图像预处理部基于参考图像，对采集的至少一幅图像进行图像校正处理。其中，基于采集的图像的分辨率、IOS、光圈、快门、焦距、GPS、曝光补偿、拍摄日期、DPI、颜色模式、闪光模式、色温、饱和度、对比度中的一种或多种参数，选择参考图像。

在一些实施例中，引导动物通过狭窄的通道以行进到喷射器位置处，当动物经过该通道时，该图像传感器可以采集该动物的一幅或多幅图像；并将采集的图像传输至图像预处理部，上述传输可以通过有线或无线传输，例如光学线缆、电学线缆、WiFi、蓝牙、3G、4G、5G、红外等传输方式。图像预处理部对采集的图像进行预处理，包括根据图像失真原因，建立相应的数学模型，从被污染或畸变的图像信号中提取所需要的信息，沿着使图像失真的逆过程恢复图像本来面貌。实际的复原过程是设计一个滤波器，使其能从失真图像中计算得到真实图像的估值，使其根据预先规定的误差准则，最大程度地接近真实图像。作为一些实施例，图像预处理部可以采用逆滤波、维纳滤波、卡尔曼滤波、递归图像滤波的自适应方法、合成滤波方法或有约束最小平分恢复来对采集的图像进行预处理。

这里，图像传感器可以设置在动物行进的通道的特定位置处以采集动物图像(例如在距离喷射器一定距离的位置处，或者基本接近喷射器处)；而图像预处理部和/或特征提取部既可以和图像传感器集成在同一个装置里，也可以与图像传感器相分离，但通过光学线缆、电学线缆、WiFi、蓝牙、3G、4G、5G、红外等传输方式与图像传感器相连接，以用于接受来自图像传感器的图像信号。在一些实施方式中，图像预处理部和特征提取部与控制器108集成于同一装置中。

在一些实施例中，特征提取部基于校正处理后的图像，来确定所述动物的一个或多个特征参数。作为一些实施例，通过提取动物轮廓、解析动物轮廓、计算特征参数来确定所述动物的一个或多个特征参数。

作为一些实施例，可选的，采用Otsu算法将动物轮廓与背景区分开，Otsu算法又称为最大类间方差法，是一种自适应的阈值确定的方法，Otsu算法按照校正后图像的灰度特征，将图像分成背景和动物轮廓两部分。作为另一些实施例，可以在动物的通道布置预定的颜色背景，并将该颜色背景的参数预设于特征提取部内，当特征提取部获取校正处理后的图像，调用预设的颜色背景，以分辨校正处理后的图像中的背景和动物轮廓，从而提取动物轮廓。在提取动物轮廓后，特征提取部会对动物轮廓进行解析，以获得与待获取的特征参数对应的动物轮廓；作为一些实施例，特征提取部会对动物轮廓进行切割，例如切割为头部轮廓、腿部轮廓、背部轮廓、尾巴轮廓等等。根据切割后的轮廓，特征提取部来计算待获取的特征参数。在一些实施例中，可以在通道内预设参照物，并将参照物的参数预存在特征提取部内，根据预设的参照物的参数和切割的动物轮廓，获取待获取的特征参数。这里，应当注意的是，Otsu算法只是一种具体实施方式，本发明还可以应用其他的图像处理算法来提取动物的特征参数，在另一些图像处理算法中，预设颜色背景并不是必需的。

在一些实施例中，可以在动物身体附着标记物，该标记物可以为编码或二维码。作为一些实施例，该标记物可以为无痛且不损坏动物表皮的永久性或临时性的标记、铭牌或腿环。图像识别单元104可以包括或连接有存储器和/或服务器，作为一些实施例，该存储器和/或服务器内置有动物的特征参数，该动物特征参数至少包括：动物的身高、头部的位置以及大小、背部的位置以及大小、动物的腿部位置和高度。并且，在存储器和/或服务器内还存储有标记物，以及该动物的至少一个的特征参数与附着在动物身体的标记物对应关系。作为一些实施例，该动物的特征参数可以通过预先对动物进行体检获取并输入至存储器和/或服务器。在图像识别单元104采集动物时，图像识别单元获取的标记物，并根据获取的标记物从存储器和/或服务器调用该动物的一个或多个特征参数。

在一些实施例中，该牧场虫害防控的系统100还包括喷射器106，该喷射器106与杀虫剂供给单元连通，以将混合液喷洒到动物上。作为一些实施例，该喷射器106可以可控地调节喷射角度，喷射速度、喷嘴的高度等参数。

作为一些实施例，该喷射器106包括喷射控制组件122、喷射杆124以及喷嘴126，在一些实施例中，喷射杆124的一端固定于高于动物的地方，例如通道的天花板；喷射杆124的另一端连接喷嘴126；作为一些实施例，该喷射杆124为中空杆状，从杀虫剂供给单元的混合液通过导管从喷射杆124输送到喷头，在另一些实施例中，循环混合装置116通过导管沿喷射杆124与喷头相连，以输送混合液。作为一些实施例，导管可以与喷射杆124的端头相连，也可以与喷射杆124的中间位置相连。作为一些实施例，该喷射杆124的长度可以伸缩；作为一些实施例，该喷射杆124包括母杆和子杆，其中子杆可以沿母杆长度方向延伸和缩进。作为一些实施例，该喷射杆124为伸缩管，其可以沿喷射杆124的长度方向伸缩。作为一些实施例，该喷射杆124的方向可以改变；例如，该喷射杆124的一端固定在天花板的枢轴上，该喷射杆124可以沿枢轴转动。在其他实施例中，该喷射杆124的杆身可弯折。作为一些实施例，喷嘴126喷射混合液的喷射速度和喷射量可以调节。作为一些实施例，连通该喷嘴126和杀虫剂供给单元的管道中设置有可调节阀门(喷射控制组件122的一种具体实施方式)，该阀门可以在完全关闭和完全打开之间自由调节。作为一些实施例，连通喷嘴126和杀虫剂供给单元的管道中设置有泵(喷射控制组件122的另一种具体实施方式)，以调节喷嘴的喷射量和喷射速度。在一些实施例中，可以设置多个喷射器106，或者喷射器106包括多个喷头。

请依旧参考图1，该牧场虫害防控的系统100还包括控制器108。该控制器108被配置为基于所述动物的至少一个特征参数，控制喷射器106的运行参数。作为一些实施例，该控制器可以根据动物的身高、头部的位置以及大小、背部的位置以及大小、动物的腿部位置和高度中的一种或多种，以控制喷射器106的喷射角度，喷射速度、喷嘴的高度。作为一些实施例，该喷射器106的运行参数可以是所述喷嘴喷射的混合液的喷射量、所述喷嘴喷射的混合液的喷射速度、喷射杆的方向、喷射杆的高度中的一种或多种。

在一些实施例中，该控制器108和该循环混合装置116相连接，控制该循环混合装置116的混合速度。作为一些实施例，该控制器108和该循环混合装置通过有线或者无线连接，通过控制循环混合装置的压力调节器、循环泵的功率调节器、注入循环混合装置的混合物的注入量和注入速率，以控制和调节混合速度。作为一些实施例，控制器108通过光学线缆、电学线缆、WiFi、蓝牙、3G、4G、5G、红外等方式和该循环混合装置相连。作为一些示范实施例，该控制器108具有控制循环混合装置的压力的功能，以加快或减缓混合速度。在另一些示范实施例中，该控制器可以通过同时控制压力调节器、循环泵的功率调节器、注入循环混合装置的混合物的注入量和注入速率中的一种或多种，以控制和调节混合速度。

在一些实施例中，该控制器108和注入泵113相连接，并输入信号以控制注入泵113的抽取速度和抽取量。作为一些实施例，该控制器108和该注入泵113通过有线或者无线连接，作为一些实施例，控制器108通过光学线缆、电学线缆、WiFi、蓝牙、3G、4G、5G、红外等方式和该注入泵113相连。作为一些实施例，该控制器108通过控制注入泵113的开关阀门、抽取功率等参数，以控制注入泵113的抽取速度和抽取量。作为一些实施例，该控制器108根据指令或者用户需求，生成控制信号，通过有线或者无线方式发送到注入泵113，该控制器108接收控制信号，并根据控制信号控制注入泵113的抽取速度和抽取量。

在一些实施例中，该控制器108和水压调节器115相连接，并向水压调节器115传输有关进入该循环混合装置116中的水量和水流速度的信号。作为一些实施例，该控制器108和该水压调节器115通过有线或者无线连接，作为一些实施例，控制器108通过光学线缆、电学线缆、WiFi、蓝牙、3G、4G、5G、红外等方式和该水压调节器115相连。作为一些实施例，该控制器根据指令或者使用者需求，生成信号，该信号与进入该循环混合装置116中的水量和水流速度相关。该信号通过无线或有线的方式发送到水压调节器115，水压调节器115根据该信号，通过控制水压调节器115的阀门和/或压力控制器，以控制进入该循环混合装置116中水量和水流速度。

作为一些实施例，喷射器106一开始预设有初始运行参数，当动物群通过安装有用于牧场虫害防控的系统的环境时，图像识别单元对动物进行动态采集图像，并基于该图像确定该动物的至少一个特征参数，控制器基于该特征参数，控制喷射器的运行参数。作为一示范例，第一通过的动物为较高大的动物，且需要喷射混合液于第一动物的背部，图像识别单元获取第一动物的图像，基于该图像确定该动物的身高、背部位置以及大小，并将该身高、背部位置以及大小发送到控制器，控制器根据该身高、背部位置以及大小的参数控喷射器，例如，调节喷射杆伸缩以适应该动物身高，控制喷头角度以适应背部位置和大小，以控制喷头喷射混合液至动物背部。作为一示范例，当第二通过的动物为较小的动物，且需要喷射混合液于第二动物的腿部，图像识别单元获取第二动物的图像，基于该图像确定该动物的腿部位置以及高度，并将该动物的腿部位置以及高度发送到控制器，控制器根据该动物的腿部位置以及高度，控制喷射杆伸缩至该动物的腿部位置，并喷洒混合液至动物的腿部位置。

作为一些实施例，当将要应用杀虫剂的动物群包括多只动物，其中多只动物可以为不同种类或同一种类不同育龄，且该动物群的不同动物需要应用不同杀虫剂时，作为一些实施例，应用不同杀虫剂指的是杀虫剂种类不同、或同一杀虫剂浓度不同或喷洒量不同，控制器能够根据基于图像确定的动物的至少一个特征参数，控制循环混合装置的混合速度、杀虫剂的浓度和种类、以及喷射速度和喷射量，以对不同的动物喷洒不同的杀虫剂。作为一些实施例，动物群中包括牛和羊，其中牛需要应用第一杀虫剂，羊需要应用第二杀虫剂；图像识别单元根据采集的图像识别动物，例如为牛，并将动物的特征参数(例如牛的身高、头部位置和大小)发送至控制器，控制器获取动物的特征参数，控制储存罐提供第一杀虫剂至循环混合装置，充分混合后，发送至喷射器，并根据牛的身高、头部位置和大小控制喷射器的运行参数，以精确地喷射至牛的身上。当待喷洒杀虫剂的动物为羊时，用于牧场虫害防控的系统相应的将第二杀虫剂精确地喷射至羊身上。(具体请参考牛的喷射过程，在此不再赘述)。

在一些实施例中，需要对动物的头部进行喷射，而喷头位于动物的尾部，控制器基于动物的至少一个参数，将喷头移动至动物头部，然后进行喷射。在一些实施例中，需要对动物的头部进行喷射，多个喷头设置于动物的头部、腰部、腹部和尾部，控制器基于动物的至少一个参数，关闭动物的腰部、腹部和尾部的喷头，启用动物头部的喷头进行喷射。

作为一些实施例，请参考图2，系统包括三个图像传感器，其分别设置在动物行进通道的左侧、右侧以及上侧。作为一些实施例，每一图像传感器获取动物不同位置的图像，例如，通道左侧的图像传感器采集动物的左腿、左背和左边头部的图像；通道右侧的图像传感器采集动物右腿、右背和右边头部的图像；上侧的图像传感器采集动物背部和头部的图像，图像预处理器根据左侧、右侧以及上侧图像传感器获取的图像，进行校正；特征提取部综合左侧、右侧以及上侧图像传感器校正后的图像，获取动物的身高、头部位置以及大小、背部位置以及大小、动物的腿部位置和高度。

本申请还提供一种用于牧场虫害防控的方法，请参考图3，包括如下步骤：步骤S101，提供至少一种杀虫剂和载体，并混合所述至少一种杀虫剂和载体以得到混合液；步骤S102，动态采集将要应用杀虫剂的动物的图像，并基于所述图像确定所述动物的至少一个特征参数；步骤S103，基于所述动物的至少一个特征参数，控制喷射器的运行参数；步骤S104，调节喷射器的运行参数，并通过喷射器将所述混合液喷射到所述动物上。

执行步骤S101，提供至少一种杀虫剂和载体，并混合所述至少一种杀虫剂和载体以得到混合液。

作为一些实施例，杀虫剂可以为除虫菊精类和有机磷酸盐等中的一种或多种，载体可以为油、硅、聚合物、凝胶和增稠剂中的一种或多种。

作为一些实施例，通过循环和再循环将所述至少一种杀虫剂和载体以得到混合液；作为一些实施例，通过循环和再循环组合一般而言不会互溶的成分。作为一些实施例，通过循环和在循环导致低压和部分真空，进一步混合一般而言不会互溶的成分。

作为一些实施例，至少一种杀虫剂和载体在循环混合装置中和水充分混合以得到混合液。在一些实施例中，循环混合装置与注入泵相连接，注入泵和储存罐保持液体流通并可操作地相连，用于抽取储存罐中的至少一种杀虫剂和载体进行循环混合装置。在一些实施例中，循环混合装置与水压调节器相连接，水压调节器和水槽保持液体流通并且可操作地相连，用于调节由水槽进入循环混合装置中的水量。在一些实施例中，设置有控制器，该控制器和循环混合装置相连接，控制循环混合装置的混合速度。在另一些实施例中，控制器与注入泵、水压调节器相连接，控制至少一种杀虫剂和载体进入循环混合装置的流速和流量、以及控制水槽中的水进入循环混合装置的流速和流量。作为一些实施例，将混合后的混合液传输到喷射器内。

执行步骤S102，动态采集将要应用杀虫剂的动物的图像，并基于所述图像确定所述动物的至少一个特征参数。

作为一些实施例，采用图像识别单元采集动物的图像。作为一些实施例，提供牧场的牧棚、过道、通道、兽栏等环境，采集通过该环境的动物或位于该环境的动物。作为一些实施例，通过或位于该环境的动物可以为一只或多只，一种或多种。在一些实施例中，可以设定环境的背景色，以利于采集动物的图像。在一些实施例中，该图像识别单元包括三个图像传感器，分别设置在动物行进通道的左侧、右侧以及上侧。在一些实施例中，所述动物的至少一个特征参数包括：动物的编号、动物的身高、头部位置以及大小、背部位置以及大小、动物的腿部位置和高度。在一些实施例中，可以预先测量动物的身高、头部位置以及大小、背部位置以及大小、动物的腿部位置和高度中的一种或多种参数，并在服务器或存储器中存储上述参数以及与该参数对应的动物编号；然后在动物身上附着包括有动物编号的可识别标识，该可识别标示可以为二维码、身份牌、射频芯片等等。图像识别单元根据可识别标识识别动物编号，并将该动物编号发送至控制器，控制器根据动物编号在服务器或存储器中调用于该动物编号对应的参数。在一些实施例中，图像识别单元也可以根据采集的照片计算出与动物相关的一种或多种参数。例如，采用图像算法计算出动物的身高、头部位置以及大小、背部位置以及大小、动物的腿部位置和高度中的一种或多种参数。

步骤S103，基于所述动物的至少一个特征参数，控制喷射器的运行参数。

在一些实施例中，该喷射器包括：喷射控制组件、喷射杆以及位于喷射杆末端的喷嘴，其中所述喷射控制组件按照所述控制器基于所述动物的至少一个特征参数所产生的信号控制所述喷射杆的方向以及高度。在一些实施例中，该喷射控制组件按照该控制器基于该动物的至少一个特征参数所产生的信号控制该喷嘴喷射的混合液的喷射量以及喷射速度。在一些实施例中，喷射杆的一端固定于高于动物的地方，例如通道的天花板；喷射杆的另一端连接喷嘴；作为一些实施例，该喷射杆为中空杆状，从杀虫剂供给单元的混合液通过导管从喷射杆输送到喷头，在另一些实施例中，循环混合装置通过导管沿喷射杆与喷头相连，以输送混合液。作为一些实施例，导管可以与喷射杆的端头相连，也可以与喷射杆124的中间位置相连。作为一些实施例，该喷射杆的长度可以伸缩；作为一些实施例，该喷射杆包括母杆和子杆，其中子杆可以沿母杆长度方向延伸和缩进。作为一些实施例，该喷射杆为伸缩管，其可以沿喷射杆的长度方向伸缩。作为一些实施例，该喷射杆的方向可以改变；例如，该喷射杆的一端固定在天花板的枢轴上，该喷射杆可以沿枢轴转动。在其他实施例中，该喷射杆的杆身可弯折。作为一些实施例，喷嘴喷射混合液的喷射速度和喷射量可以调节。作为一些实施例，连通该喷嘴和杀虫剂供给单元的管道中设置有可调节阀门，该阀门可以在完全关闭和完全打开之间自由调节。作为一些实施例，连通喷嘴和杀虫剂供给单元的管道中设置有泵，以调节喷嘴的喷射量和喷射速度。在一些实施例中，可以设置多个喷射器，或者喷射器包括多个喷头。具体地喷射器、喷射器的组件以及如何控制喷射器的运行参数的描述，请参考之前的实施例，在这里不再赘述。

步骤S104，调节喷射器的运行参数，并通过喷射器将所述混合液喷射到所述动物上。

作为一些实施例，根据动物的至少一个特征参数，调节喷射器的运行参数；在一些实施例中，动物的高度比较高，而喷射器相对动物比较低，可以根据动物的身高，将喷射器抬高。在一些实施例中，需要在动物背部进行喷射混合液，可以根据动物的背部位置和大小，调节喷射器的高度和喷射方向。在一些实施例中，可以根据获取的动物的体积大小，对体积大的动物喷射较多混合液喷射量，对体积小的动物喷射较少的混合液喷射量。在一些实施例中，根据动物的种类不同，对不同种类的动物控制不同的混合液喷射量以及喷射速度。在一些实施例中，根据动物的育龄不同，对不同育龄的动物控制不同的混合液喷射量以及喷射速度。

在一些实施例中，喷射器会记录运行参数，并反馈至服务器和/存储器中，以数据形式存储于服务器和/存储器。在一些实施例中，反馈的数据与动物编号对应。在一些实施例中，可以调用之前的喷射记录，控制器会根据喷射记录计算喷射周期，如果待喷射混合液的动物在喷射周期内，控制器停止对动物进行喷射。

综上所述，本申请所提供的用于牧场虫害防控的系统和方法通过直接将杀虫剂喷射到动物身上(例如动物脊背部)，能够有效地提高杀虫剂的应用面积，而且喷射过程中通过调整水压使得杀虫剂能够以适当的压力状态应用到动物身上，从而可以充分地保证杀虫剂被喷射到动物的全部皮毛上，而不只是停留在毛发的表面。并且，通过应同图像识别技术确定每一将要喷射杀虫剂的动物的具体特征参数，并根据所确定的至少一个特征参数(例如身高、种类等)来调节喷射器的运行参数，从而实现个体化的精确用药，充分提高了杀虫剂的应用效率，并且可以节省杀虫剂的应用量，使得整个牧场虫害防控系统的效率得到最大化。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了牧场虫害防控系统的若干模块或子模块，但是这种划分仅仅是示例性的而非强制性的。实际上，根据本申请的实施例，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。

那些本技术领域的一般技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中，措词“包括”不排除其他的元素和步骤，并且措辞“一”、“一个”不排除复数。在本申请的实际应用中，一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。

Claims (20)

1.一种用于牧场虫害防控的系统，其特征在于，包括：

杀虫剂供给单元，用于提供至少一种杀虫剂和载体，并混合所述至少一种杀虫剂和载体以得到混合液；

图像识别单元，用于动态采集将要应用杀虫剂的动物的图像，并基于所述图像确定所述动物的至少一个特征参数；

喷射器，用于将所述混合液喷射到所述动物上；以及

控制器，被配置为基于所述动物的至少一个特征参数，控制所述喷射器的运行参数。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像识别单元包括：

至少一个图像传感器，其用于动态采集将要应用杀虫剂的动物的至少一幅图像；

图像预处理部，其用于对所采集的至少一幅图像进行图像校正处理；以及

特征提取部，其基于校正处理后的图像确定所述动物的至少一个特征参数。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统包括三个图像传感器，其分别设置在动物行进通道的左侧、右侧以及上侧。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述动物的至少一个特征参数包括：动物的编号、动物的身高、头部位置以及大小、背部位置以及大小、动物的腿部位置和高度。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述喷射器包括：喷射控制组件、喷射杆以及位于喷射杆末端的喷嘴，其中所述喷射控制组件按照所述控制器基于所述动物的至少一个特征参数所产生的信号控制所述喷射杆的方向以及高度。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述喷射控制组件按照所述控制器基于所述动物的至少一个特征参数所产生的信号控制由所述喷嘴喷射的混合液的喷射量以及喷射速度。

7.如权利要求1至6中任一项所述的系统，其特征在于，所述杀虫剂供给单元包括：

储存罐，其用于容纳并提供所述至少一种杀虫剂和载体至循环混合装置；

水槽，其用于容纳并且提供水至循环混合装置；以及

循环混合装置，其用于充分混合位于其中的至少一种杀虫剂和载体以及水。

8.如权利要求7所述的系统，进一步包括：注入泵，其和所述储存罐保持液体流通并且可操作地相连，并用于抽取所述储存罐中的所述至少一种杀虫剂和载体进入所述循环混合装置。

9.如权利要求8所述的系统，进一步包括：水压调节器，其和所述水槽保持液体流通并且可操作地相连，并用于调节进入所述循环混合装置中的水量和水流速度。

10.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制器进一步和所述循环混合装置相连接，以控制所述循环混合装置的混合速度。

11.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述控制器进一步和所述注入泵相连接，以控制所述注入泵的抽取速度和抽取量。

12.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述控制器进一步和所述水压调节器相连接，以向所述水压调节器传输有关进入所述循环混合装置中的水量和水流速度的信号。

13.一种用于牧场虫害防控的方法，包括:

提供至少一种杀虫剂和载体，并混合所述至少一种杀虫剂和载体以得到混合液；

动态采集将要应用杀虫剂的动物的图像，并基于所述图像确定所述动物的至少一个特征参数；

基于所述动物的至少一个特征参数，控制喷射器的运行参数；以及

调节喷射器的运行参数，并通过喷射器将所述混合液喷射到所述动物上。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述动物的至少一个特征参数包括：动物的编号、动物的身高、头部位置以及大小、背部位置以及大小、动物的腿部位置和高度。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述喷射器包括：喷射控制组件、喷射杆以及位于喷射杆末端的喷嘴，其中所述喷射控制组件按照控制器基于所述动物的至少一个特征参数所产生的信号控制所述喷射杆的方向以及高度。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述喷射控制组件按照控制器基于所述动物的至少一个特征参数所产生的信号控制由所述喷嘴喷射的混合液的喷射量以及喷射速度。

17.如权利要求13至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一种杀虫剂和载体在循环混合装置中和水充分混合以得到所述混合液。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述循环混合装置与注入泵相连接，所述注入泵和储存罐保持液体流通并且可操作地相连，用于抽取所述储存罐中的所述至少一种杀虫剂和载体进入循环混合装置。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述循环混合装置与水压调节器相连接，所述水压调节器和水槽保持液体流通并且可操作地相连，用于调节由水槽进入所述循环混合装置中的水量。

20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括：控制所述循环混合装置的混合速度。