CN109238264B - 一种家畜位置姿势归一化方法及装置 - Google Patents

一种家畜位置姿势归一化方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种家畜位置姿势归一化方法及装置，所述方法包括：获取包含地面点云的家畜体表三维点云数据并进行地面平面检测，确定指向所述家畜体表三维点云数据的地面平面法向量，并删除所检测到的地面平面；对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行对称平面检测，并获取对称平面法向量；构建初始局部坐标系；对所述初始局部坐标系x轴的正方向进行矫正，并重新构建所述初始局部坐标系，获得局部坐标系；确定所述局部坐标系与全局坐标系间的对应关系，并利用所述对应关系获得家畜位置姿势的归一化结果。本发明利用家畜形体本身的对称信息进行姿态归一化，所得到的归一化结果更加合理，使后续的基于归一化结果的家畜体尺测量更加准确。

Description

一种家畜位置姿势归一化方法及装置
技术领域
本发明涉及农业信息化领域，更具体地，涉及一种家畜位置姿势归一化方法及装置。
背景技术
动物体尺测量是家畜育种和生产过程中的必要步骤，目前牛猪羊等家畜的体尺测量指标较多，采用手动测量方式时间成本较大，测量精度较低，因此研究非接触式的体尺测量方式有较大的现实意义。目前较为成熟的非接触式的体尺测量方法是基于二维图像信息，但随着光电技术和计算机处理技术的发展，三维(3D)图像计算获取技术已经逐渐成熟，基于三维点云数据的家畜体尺测量方式，不仅可以克服光照等二维图像的缺陷，还可以获取通过二维图像无法获取的三维体尺。目前已有较多基于三维点云获取家畜体尺的研究。
在基于三维点云数据获取家畜体尺时，由于目前家畜主要体尺(体高，体宽，胸围等)的测量都是在测量坐标系下进行的，不同的点云采集设备在获取点云数据时，会定义不同的坐标系，这使得不同设备定义的坐标系存在差异性。因此需要调整家畜体表点云处于相同的测量坐标系，即需要将家畜三维点云数据归一到测量坐标系下。
家畜体表三维点云数据归一化是获取家畜体尺的必要步骤，归一化结果是否准确将直接影响家畜体尺策略的准确性。现有三维点云数据归一化方法容易出现归一化结果不准确和坐标轴指向存在二义性等问题，因此有必要提出一种快速准确的家畜体表点云位置姿势归一化方法，进而实现家畜体表三维体尺的准确获取。
发明内容
为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明提供一种家畜位置姿势归一化方法及装置。
根据本发明的一个方面，提供一种家畜位置姿势归一化方法，包括：
获取包含地面点云的家畜体表三维点云数据，对所述家畜体表三维点云数据进行地面平面检测，确定指向所述家畜体表三维点云数据的地面平面法向量，并删除所检测到的地面平面；
对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行对称平面检测，并获取所检测到的对称平面的法向量；
构建初始局部坐标系，以所述地面平面法向量的方向为所述初始局部坐标系y轴的正方向，以所述对称平面的法向量的任一方向为所述初始局部坐标系z轴的正方向，依据所述y轴的正方向和z轴的正方向，利用右手定则确定所述初始局部坐标系x轴的正方向，计算家畜点云的重心，以所述重心作为初始局部坐标系原点；
利用所述家畜体表三维点云数据投影在所述地面平面的凸包信息对所述初始局部坐标系x轴的正方向进行矫正，并根据矫正后的x轴正方向重新构建所述初始局部坐标系，获得局部坐标系；
确定所述局部坐标系与全局坐标系间的对应关系，并利用所述对应关系对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行变换，获得家畜位置姿势的归一化结果。
根据本发明的另一个方面，提供一种家畜位置姿势归一化装置，包括：
地面检测模块，用于获取包含地面点云的家畜体表三维点云数据，对所述家畜体表三维点云数据进行地面平面检测，确定指向所述家畜体表三维点云数据的地面平面法向量，并删除所检测到的地面平面；
对称平面检测模块，用于对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行对称平面检测，并获取所检测到的对称平面的法向量；
局部坐标系构建模块，用于构建初始局部坐标系，以所述地面平面法向量的方向为所述初始局部坐标系y轴的正方向，以所述对称平面的法向量的任一方向为所述初始局部坐标系z轴的正方向，依据所述y轴的正方向和z轴的正方向，利用右手定则确定所述初始局部坐标系x轴的正方向，计算家畜点云的重心，以所述重心作为所述初始局部坐标系的原点；
矫正模块，用于利用所述家畜体表三维点云数据投影在所述地面平面的凸包信息对所述初始局部坐标系x轴的正方向进行矫正，并根据矫正后的x轴正方向重新构建所述初始局部坐标系，获得局部坐标系；
归一化模块，用于确定所述局部坐标系与全局坐标系间的对应关系，并利用所述对应关系对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行变换，获得家畜位置姿势的归一化结果。
根据本发明的另一个方面，提供一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述第一方面的各种可能的实现方式中任一种实现方式所提供的方法。
根据本发明的另一个方面，提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机能够执行上述第一方面的各种可能的实现方式中任一种实现方式所提供的方法。
本发明提出的一种家畜位置姿势归一化方法及装置，利用家畜形体本身的对称信息进行姿态归一化，坐标轴指向不会存在二义性，所得到的归一化结果更加合理，进而使后续的基于归一化结果的家畜体尺测量和形态分析更加准确。
附图说明
图1为根据本发明一实施例提供的一种家畜位置姿势归一化方法的流程示意图；
图2为根据本发明一实施例提供的家畜体表三维点云数据的示意图；
图3根据本发明一实施例提供的不包含地面数据的家畜体表三维点云数据的示意图；
图4为根据本发明一实施例提供的所检测到的对称平面的示意图；
图5为根据本发明一实施例提供的初始局部坐标系的示意图；
图6为根据本发明一实施例提供的x轴正方向矫正后获得的局部坐标系的示意图；
图7为根据本发明一实施例提供的家畜位置姿势归一化结果示意图；
图8为根据本发明另一实施例提供的一种家畜位置姿势归一化装置的结构示意图；
图9为根据本发明另一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本发明保护的范围。
为了使所得到的归一化结果合理、准确，本发明利用家畜形体本身的对称信息进行姿态归一化，本发明实施例所提供的家畜位置姿势归一化方法及装置，适用于牛、羊、猪等牲畜的位置姿势归一化。
如图1所示，为本发明一实施例提供的一种家畜位置姿势归一化方法的流程示意图，包括：
S1，获取包含地面点云的家畜体表三维点云数据，对所述家畜体表三维点云数据进行地面平面检测，确定指向所述家畜体表三维点云数据的地面平面法向量，并删除所检测到的地面平面。
具体地，采用三维点云数据采集系统获取家畜位置姿势的点云数据，该点云数据为包含地面点云的家畜体表三维点云数据。
地面平面检测：检测上述包含地面点云的家畜体表三维点云数据(不包括拍摄背景)，检测出地面平面。以猪为例，输入的包含地面的猪体点云如图2所示，记为Pall＝{pi|i＝0,1，…，Ns}，记Ct为Pall的全局坐标系。利用随机采样一致性算法(RANSAC算法)，检测到的平面点云设为Pplane。
地面平面的法向量提取：利用公式Ax+By+Cz+D＝0对所述地面平面Pplane提取法向量，一个平面法向量的方向有两种，将所提取的法向量记为n1和n2。
通过对Pall和Pplane进行差值运算，得到不包含地面数据的家畜点云数据
Figure BDA0001722912930000051
图3为不包含地面数据的家畜点云数据P的示意图。
为了消除二义性，确定指向所述家畜体表三维点云数据的地面平面法向量，只保存方向为指向所述家畜体表三维点云数据的法向量。
S2，对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行对称平面检测，并获取所检测到的对称平面的法向量。
具体地，本发明实施例利用家畜形体本身的对称信息进行姿态归一化，因此在这一步骤中进行对称平面检测，对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行对称平面检测，获得家畜体表三维点云数据的对称平面。然后获取所检测到的对称平面的法向量，用于后续确定姿态归一化的坐标系。检测到的对称平面如图4所示。
S3，构建初始局部坐标系，以所述地面平面法向量的方向为所述初始局部坐标系y轴的正方向，以所述对称平面的法向量的任一方向为所述初始局部坐标系z轴的正方向，依据所述y轴的正方向和z轴的正方向，利用右手定则确定所述初始局部坐标系x轴的正方向，计算家畜点云的重心，以所述重心作为初始局部坐标系原点。
具体地，初始局部坐标系构建：将步骤S1获取的地面平面法向量方向作为初始局部坐标系Cp的y轴正方向，将步骤S2获取的对称平面法向量的任一方向作为初始局部坐标系Cp的z轴正方向，然后依据上述的初始局部坐标系z轴的正方向和y轴的正方向，利用右手定则，获取初始局部坐标系x轴的正方向；利用公式
Figure BDA0001722912930000061
计算家畜点云的重心，所得点pm即为重心，其中，n为删除了地面平面的家畜体表三维点云数据的点集数量，以所确定的重心作为初始局部坐标系的原点，得到的初始局部坐标系如图5所示。
S4，利用所述家畜体表三维点云数据投影在所述地面平面的凸包信息对所述初始局部坐标系x轴的正方向进行矫正，并根据矫正后的x轴正方向重新构建所述初始局部坐标系，获得局部坐标系；
具体地，由于步骤S3中初始局部坐标系z轴的正方向为对称平面的法向量的任一方向，使得根据右手定则获得的初始局部坐标系x轴的正方向具有二义性，为了后续体尺测量，有必要消除二义性，对x轴的正方向进行统一，这一步骤对初始局部坐标系的x轴正方向进行矫正。首先获取家畜体表三维点云在所检测到的地面平面上的投影数据，将所述投影数据沿其最大包围盒最长尺寸的方向平分为两部分点云，并计算所述两部分点云的凸包以及其对应的曲率在凸包曲线上的积分，积分值较大的部位为家畜的前半身。根据初始局部坐标系x轴的正方向是否指向家畜的前半身来确定是否矫正。例如，可以采用如下矫正方案：若初始局部坐标系x轴的正方向指向家畜的前半身，则不进行矫正，保持x轴正方向不变，如果初始局部坐标系x轴的正方向指向家畜的后半身，则进行矫正，将x轴的正方向调整为与原先相反的方向。还可以采用其他矫正方案，能达到消除二义性的目的都可以实施。
坐标系重建，以步骤S3中求得的重心作为局部坐标系Cp1的原点坐标，将步骤S1确定的地面法向量方向作为局部坐标系Cp1的y轴正方向，将矫正后的x轴正方向作为局部坐标系Cp1的x轴正方向，然后依据上述局部坐标系Cp1的y轴的正方向和x轴的正方向，利用右手定则，获取局部坐标系Cp1的z轴的正方向，矫正x轴正方向的结果如图6所示。
S5，确定所述局部坐标系与全局坐标系间的对应关系，并利用所述对应关系对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行变换，获得家畜位置姿势的归一化结果。
家畜位置姿势归一化的目的即将局部坐标系下的家畜体表三维点云数据变换到全局坐标系下，因此，需要确定所述局部坐标系与全局坐标系间的对应关系。
对应关系的确定方法为：
选取所述局部坐标系和全局坐标系下的相对应的三组点云数据，利用奇异值分解方法求得变换矩阵。
具体地，在局部坐标系Cp1和全局坐标系Ct下分别选取三组对应点，例如，(1,0,0)、(0,1,0)和(0,0,1)，然后根据上述三组对应点，利用奇异值分解方法求得变换矩阵M。
然后利用变换矩阵M将局部坐标系下的家畜三维点云数据转换为全局坐标系下，得到家畜的位置姿势归一化结果，如图7所示。
本发明提出的一种家畜位置姿势归一化方法，利用家畜形体本身的对称信息进行姿态归一化，坐标轴指向不会存在二义性，所得到的归一化结果更加合理，进而使后续的基于归一化结果的家畜体尺测量和形态分析更加准确。
基于上述实施例，所述家畜体表三维点云数据覆盖家畜体表两侧。
在家畜体表三维点云数据覆盖家畜体表两侧时才能利用其对称特性。
基于上述实施例，确定指向所述家畜体表三维点云数据的地面平面法向量的步骤具体为：
获取所检测到的地面平面的法向量，沿所述地面平面的法向量的两个方向、在与所述地面平面的距离为Nr的位置，做两个平行平面分别与所述家畜体表三维点云数据相交；
若沿某一法向量的方向平行于所述地面平面的平面与地面平面之间的点云个数大于预设阈值，则确定该法向量为指向家畜体表三维点云数据的地面平面法向量；
其中，Nr为预设距离。
具体地，即分别沿两个法向量n1和n2指向的方向，在与所述检测到的地面平面Pplane距离为Nr的位置，做两个平行平面Pplane1和Pplane2。
如果沿某一法向量方向与所述地面平面Pplane的距离为Nr的平面与所述地面平面Pplane之间的点云数量大于预设阈值num时，确定该方向的法向量为指向家畜体表三维点云数据的地面法向量。
在一个实施例中，Nr＝0.1米，num为100。
基于上述实施例，步骤S2中所述对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行对称平面检测的步骤具体为：
重复执行以下过程直至达到预设迭代次数：在所述家畜体表三维点云数据中随机选择两个点，以所述两个点的中垂面作为一个候选对称平面，判断所述家畜体表三维点云数据中其他各剩余点是否相对该候选对称平面存在对称点，若存在，则将该候选对称平面的票数加一；
将票数最高的候选对称平面作为输出。
具体地，采用随机采样投票算法进行对称平面的检测，在家畜体表三维点云数据中随机机选取两个点，以这两个点的中垂线所在的平面作为一个候选对称平面，记录家畜体表三维点云数据P中其他各剩余点相对该候选对称平面对称的数量。每存在一组对称点，该候选对称平面的票数就加一。通过随机选取家畜体表三维点云数据P中其他点，迭代获取N组候选对称平面，将票数最高的对称平面作为家畜体表三维点云对称平面。
其中，N是用户预先设置的迭代次数，一般N的取值为家畜体表三维点云数据P所包含的点的数量。
基于上述实施例，步骤S4中利用所述家畜体表三维点云数据投影在所述地面平面的凸包信息对所述初始局部坐标系x轴的正方向进行矫正的步骤具体为：
获取家畜体表三维点云在所检测到的地面平面上的投影数据；
将所述投影数据沿其最大包围盒最长尺寸的方向平分为两部分点云，并计算所述两部分点云的凸包以及其对应的曲率在凸包曲线上的积分，将积分值较大的部分作为家畜的前半身；
若所述初始局部坐标系的x轴正方向指向家畜的后半身，则将所述初始局部坐标系的x轴负方向作为矫正后的x轴正方向。
具体地，首先得到家畜体表三维点云P在地面平面Pplane的投影数据Pj，再将投影数据Pj沿着其最大包围盒最长尺寸的方向，平均分为两部分点云，分别记为Pj1和Pj2，然后计算Pj1和Pj2的凸包以及其对应的曲率在凸包曲线上的积分，将Pj1和Pj2中积分值较大的部分作为家畜的前半身。如果步骤S3中得到的初始局部坐标系的x轴正方向指向家畜的前半身，则不对初始局部坐标系的x轴正方向进行矫正，如果步骤S3得到的初始局部坐标系的x轴正方向指向家畜的后半身，则将初始局部坐标系的x轴负方向作为矫正后的x轴正方向。
如图8所示，为本发明另一实施例提供的一种家畜位置姿势归一化装置的结构示意图，包括：地面检测模块801、对称平面检测模块802、局部坐标系构建模块803、矫正模块804和归一化模块805，其中，
地面检测模块801，用于获取包含地面点云的家畜体表三维点云数据，对所述家畜体表三维点云数据进行地面平面检测，确定指向所述家畜体表三维点云数据的地面平面法向量，并删除所检测到的地面平面；
对称平面检测模块802，用于对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行对称平面检测，并获取所检测到的对称平面的法向量；
局部坐标系构建模块803，用于构建初始局部坐标系，以所述地面平面法向量的方向为所述初始局部坐标系y轴的正方向，以所述对称平面的法向量的任一方向为所述初始局部坐标系z轴的正方向，依据所述y轴的正方向和z轴的正方向，利用右手定则确定所述初始局部坐标系x轴的正方向，计算家畜点云的重心，以所述重心作为初始局部坐标系原点；
矫正模块804，用于利用所述家畜体表三维点云数据投影在所述地面平面的凸包信息对所述初始局部坐标系x轴的正方向进行矫正，并根据矫正后的x轴正方向重新构建所述初始局部坐标系，获得局部坐标系；
归一化模块805，用于确定所述局部坐标系与全局坐标系间的对应关系，并利用所述对应关系对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行变换，获得家畜位置姿势的归一化结果。
该装置用于在前述各实施例中实现家畜位置姿势归一化方法。因此，在前述各实施例中的家畜位置姿势归一化方法中的描述和定义，可以用于本发明实施例中各个执行模块的理解。
其中，所述家畜体表三维点云数据覆盖家畜体表两侧。
其中，所述地面检测模块801具体用于：
获取所检测到的地面平面的法向量，沿所述地面平面的法向量的两个方向、在与所述地面平面的距离为Nr的位置，做两个平行平面分别与所述家畜体表三维点云数据相交；
若沿某一法向量的方向平行于所述地面平面的平面与地面平面之间的点云个数大于预设阈值，则确定该法向量为指向家畜体表三维点云数据的地面平面法向量；
其中，Nr为预设距离。
其中，所述对称平面检测模块802具体用于：
重复执行以下过程直至达到预设迭代次数：在所述家畜体表三维点云数据中随机选择两个点，以所述两个点的中垂面作为一个候选对称平面，判断所述家畜体表三维点云数据中其他各剩余点是否相对该候选对称平面存在对称点，若存在，则将该候选对称平面的票数加一；
将票数最高的候选对称平面作为输出。
其中，所述矫正模块804具体用于：
获取家畜体表三维点云在所检测到的地面平面上的投影数据；
将所述投影数据沿其最大包围盒最长尺寸的方向平分为两部分点云，并计算所述两部分点云的凸包以及其对应的曲率在凸包曲线上的积分，将积分值较大的部分作为家畜的前半身；
若所述初始局部坐标系的x轴正方向指向家畜的后半身，则将所述初始局部坐标系的x轴负方向作为矫正后的x轴正方向。
其中，所述归一化模块805具体用于：
选取所述局部坐标系和全局坐标系下的相对应的三组点云数据，利用奇异值分解方法求得变换矩阵。
本发明另一实施例提供的一种家畜位置姿势归一化装置，利用家畜形体本身的对称信息进行姿态归一化，坐标轴指向不会存在二义性，所得到的归一化结果更加合理，进而使后续的基于归一化结果的家畜体尺测量和形态分析更加准确。
如图9所示，为本发明另一实施例提供的一种电子设备的结构示意图，包括：处理器(processor)901、存储器(memory)902和总线903；
其中，处理器901及存储器902分别通过总线903完成相互间的通信；处理器901用于调用存储器902中的程序指令，以执行上述实施例所提供的方法，例如包括：获取包含地面点云的家畜体表三维点云数据，对所述家畜体表三维点云数据进行地面平面检测，确定指向所述家畜体表三维点云数据的地面平面法向量，并删除所检测到的地面平面；对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行对称平面检测，并获取所检测到的对称平面的法向量；构建初始局部坐标系，以所述地面平面法向量的方向为所述初始局部坐标系y轴的正方向，以所述对称平面的法向量的任一方向为所述初始局部坐标系z轴的正方向，依据所述y轴的正方向和z轴的正方向，利用右手定则确定所述初始局部坐标系x轴的正方向，计算家畜点云的重心，以所述重心作为初始局部坐标系原点；利用所述家畜体表三维点云数据投影在所述地面平面的凸包信息对所述初始局部坐标系x轴的正方向进行矫正，并根据矫正后的x轴正方向重新构建所述初始局部坐标系，获得局部坐标系；确定所述局部坐标系与全局坐标系间的对应关系，并利用所述对应关系对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行变换，获得家畜位置姿势的归一化结果。
本发明又一实施例，提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如上述各实施例所提供的方法，例如包括：获取包含地面点云的家畜体表三维点云数据，对所述家畜体表三维点云数据进行地面平面检测，确定指向所述家畜体表三维点云数据的地面平面法向量，并删除所检测到的地面平面；对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行对称平面检测，并获取所检测到的对称平面的法向量；构建初始局部坐标系，以所述地面平面法向量的方向为所述初始局部坐标系y轴的正方向，以所述对称平面的法向量的任一方向为所述初始局部坐标系z轴的正方向，依据所述y轴的正方向和z轴的正方向，利用右手定则确定所述初始局部坐标系x轴的正方向，计算家畜点云的重心，以所述重心作为初始局部坐标系原点；利用所述家畜体表三维点云数据投影在所述地面平面的凸包信息对所述初始局部坐标系x轴的正方向进行矫正，并根据矫正后的x轴正方向重新构建所述初始局部坐标系，获得局部坐标系；确定所述局部坐标系与全局坐标系间的对应关系，并利用所述对应关系对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行变换，获得家畜位置姿势的归一化结果。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分方法。
最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种家畜位置姿势归一化方法，其特征在于，包括：
获取包含地面点云的家畜体表三维点云数据，对所述家畜体表三维点云数据进行地面平面检测，确定指向所述家畜体表三维点云数据的地面平面法向量，并删除所检测到的地面平面；
对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行对称平面检测，并获取所检测到的对称平面的法向量；
构建初始局部坐标系，以所述地面平面法向量的方向为所述初始局部坐标系y轴的正方向，以所述对称平面的法向量的任一方向为所述初始局部坐标系z轴的正方向，依据所述初始局部坐标系y轴的正方向和z轴的正方向，利用右手定则确定所述初始局部坐标系x轴的正方向，计算家畜点云的重心，以所述重心作为所述初始局部坐标系的原点；
利用所述家畜体表三维点云数据投影在所述地面平面的凸包信息对所述初始局部坐标系x轴的正方向进行矫正，并根据矫正后的x轴正方向重新构建所述初始局部坐标系，获得局部坐标系；
确定所述局部坐标系与全局坐标系间的对应关系，并利用所述对应关系对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行变换，获得家畜位置姿势的归一化结果；
其中，所述利用所述家畜体表三维点云数据投影在所述地面平面的凸包信息对所述初始局部坐标系x轴的正方向进行矫正的步骤具体为：
获取家畜体表三维点云在所检测到的地面平面上的投影数据；
将所述投影数据沿其最大包围盒最长尺寸的方向平分为两部分点云，并计算所述两部分点云的凸包以及其对应的曲率在凸包曲线上的积分，将积分值较大的部分作为家畜的前半身；
若所述初始局部坐标系的x轴正方向指向家畜的后半身，则将所述初始局部坐标系的x轴负方向作为矫正后的x轴正方向。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述家畜体表三维点云数据覆盖家畜体表两侧。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定指向所述家畜体表三维点云数据的地面平面法向量的步骤具体为：
获取所检测到的地面平面的法向量，沿所述地面平面的法向量的两个方向、在与所述地面平面的距离为Nr的位置，做两个平行平面分别与所述家畜体表三维点云数据相交；
若沿某一法向量的方向平行于所述地面平面的平面与地面平面之间的点云个数大于预设阈值，则确定该法向量为指向家畜体表三维点云数据的地面平面法向量；
其中，Nr为预设距离。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行对称平面检测的步骤具体为：
重复执行以下过程直至达到预设迭代次数：在所述家畜体表三维点云数据中随机选择两个点，以所述两个点的中垂面作为一个候选对称平面，判断所述家畜体表三维点云数据中其他各剩余点是否相对该候选对称平面存在对称点，若存在，则将该候选对称平面的票数加一；
将票数最高的候选对称平面作为输出。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述局部坐标系与全局坐标系间的对应关系的步骤具体为：
选取所述局部坐标系和全局坐标系下的相对应的三组点云数据，利用奇异值分解方法求得变换矩阵。
6.一种家畜位置姿势归一化装置，其特征在于，包括：
地面检测模块，用于获取包含地面点云的家畜体表三维点云数据，对所述家畜体表三维点云数据进行地面平面检测，删除所检测到的地面平面并确定指向所述家畜体表三维点云数据的地面平面法向量；
对称平面检测模块，用于对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行对称平面检测，并获取所检测到的对称平面的法向量；
局部坐标系构建模块，用于构建初始局部坐标系，以所述地面平面法向量的方向为所述初始局部坐标系y轴的正方向，以所述对称平面的法向量的任一方向为所述初始局部坐标系z轴的正方向，依据所述初始局部坐标系y轴的正方向和z轴的正方向，利用右手定则确定所述初始局部坐标系x轴的正方向，计算家畜点云的重心，以所述重心作为所述初始局部坐标系的原点；
矫正模块，用于利用所述家畜体表三维点云数据投影在所述地面平面的凸包信息对所述初始局部坐标系x轴的正方向进行矫正，并根据矫正后的x轴正方向重新构建所述初始局部坐标系，获得局部坐标系；
归一化模块，用于确定所述局部坐标系与全局坐标系间的对应关系，并利用所述对应关系对删除了地面平面的所述家畜体表三维点云数据进行变换，获得家畜位置姿势的归一化结果；
其中，所述矫正模块具体用于：
获取家畜体表三维点云在所检测到的地面平面上的投影数据；
将所述投影数据沿其最大包围盒最长尺寸的方向平分为两部分点云，并计算所述两部分点云的凸包以及其对应的曲率在凸包曲线上的积分，将积分值较大的部分作为家畜的前半身；
若所述初始局部坐标系的x轴正方向指向家畜的后半身，则将所述初始局部坐标系的x轴负方向作为矫正后的x轴正方向。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，包括：所述家畜体表三维点云数据覆盖家畜体表两侧。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至5任一所述的方法。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1至5任一所述的方法。
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