CN112586824A - 一种用于畜禽养殖场的巡检头盔及巡检方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于畜禽养殖场的巡检头盔及巡检方法。所述巡检头盔与云平台上的养殖场在线管理系统无线连接；该巡检头盔包括头盔本体、控制器、AR显示组件、红外摄像头和可见光摄像头；AR显示组件固定在头盔本体的底部边沿处；红外摄像头和可见光摄像头设置在头盔本体上；红外摄像头、可将光摄像头和AR显示组件均与控制器电连接；红外摄像头和可见光摄像头用于拍摄佩戴者前方区域内的畜禽画面，得到畜禽温度和畜禽图像；控制器用于采用AR技术对畜禽的温度和畜禽图像进行处理，得到AR图像；AR显示组件显示AR图像。本发明实现了畜禽养殖场的便捷、安全巡检。

Description

一种用于畜禽养殖场的巡检头盔及巡检方法

技术领域

本发明涉及畜禽养殖智能检测领域，特别是涉及一种用于畜禽养殖场的巡检头盔及巡检方法。

背景技术

畜禽健康养殖及畜禽健康体况的智能化监管是畜牧业的发展方向。随着畜牧业的规模化和集约化的快速发展，以人工为主的畜禽健康监管难度越来越大，特别是在某些重大畜禽疫情的广泛影响下，若不能及时发现染病动物可能会导致畜舍中畜禽大量染疫甚至死亡，因此畜禽健康体况的快速智能检测技术日趋重要。

在畜禽健康指标中，体温是最为直接的健康体况的衡量标志，同时，动物实时状态的图像可直观表现动物的健康状况。当前通常采用巡检机器人实现健康状况检测，但是采用巡检机器人测温和获取动物图像，存在使用成本高、消毒难度大、易导致不同畜禽舍间交叉感染等缺点，因此在某些重大疫情的大环境下，亟需一种便捷、安全、经济、高效的智能巡检方法与设备。

发明内容

基于此，有必要提供一种用于畜禽养殖场的便捷、安全、经济、高效的智能巡检头盔及巡检方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种用于畜禽养殖场的巡检头盔，所述巡检头盔与云平台上的养殖场在线管理系统无线连接；所述巡检头盔包括：头盔本体、控制器、AR显示组件、红外摄像头和可见光摄像头；所述AR显示组件固定在所述头盔本体的底部边沿处；所述红外摄像头和所述可见光摄像头均设置在所述头盔本体上；所述红外摄像头、所述可见光摄像头和所述AR显示组件均与所述控制器电连接；所述红外摄像头用于拍摄佩戴者前方区域内的畜禽画面，得到畜禽温度；所述可见光摄像头用于拍摄所述畜禽画面，得到畜禽图像；所述控制器用于采用AR技术对所述畜禽温度和所述畜禽图像进行处理，得到AR图像；所述AR显示组件显示所述AR图像。

可选的，所述AR显示组件包括：镜片、显示屏和自由曲面；

所述镜片固定在所述头盔本体的底部边沿处；所述自由曲面嵌入所述镜片；所述显示屏固定在所述镜片与所述头盔本体的连接处；所述自由曲面用于将所述显示屏投射的AR图像反射至人眼。

可选的，所述显示屏为micro-OLED显示屏。

可选的，所述镜片所在的面与所述头盔本体底部所在的面垂直。

可选的，所述镜片上有镀膜，以减小冬季由舍外进入舍内时眼镜起雾的影响。

可选的，所述用于畜禽养殖场的巡检头盔，还包括扬声器；所述扬声器设置在所述头盔本体上；所述扬声器与所述控制器电连接。

可选的，所述头盔本体包括头箍和与所述头箍固定的头箍固定件。

可选的，所述头箍为可调头箍。

可选的，所述头箍上设置有操作按键；所述操作按键与所述控制器电连接。

可选的，所述操作按键包括开关键、音量加键、音量减键和滚轮。

本发明还提供了一种用于畜禽养殖场的巡检方法，所述巡检方法用于上述所述的巡检头盔，所述巡检方法包括：

获取畜禽温度和畜禽图像；

采用AR技术对所述畜禽温度和所述畜禽图像进行处理，得到AR图像；

当所述AR图像中显示温度异常的畜禽时，通过扫描所述温度异常的畜禽上携带的二维码，获取所述温度异常的畜禽的标号，并将所述标号、所述温度异常的畜禽所处的图像上传至云平台上的养殖场在线管理系统，所述养殖场在线管理系统用于判断所述温度异常的畜禽的异常类型并发送相应的异常解决策略；所述养殖场在线管理系统还用于当无法确定所述异常类型时，将所述温度异常的畜禽所处的图像发送至专业人员；

当获取到所述养殖场在线管理系统发送的所述异常类型和所述异常解决策略时，则按照所述异常解决策略进行处理；当无法获取到所述养殖场在线管理系统发送的所述异常类型和所述异常解决策略时，则根据所述专业人员的在线指导或发送的教程视频进行处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种用于畜禽养殖场的巡检头盔及巡检方法，该巡检头盔包括头盔本体、控制器、AR显示组件、红外摄像头和可见光摄像头；AR显示组件固定在头盔本体的底部边沿处；红外摄像头和可见光摄像头设置在头盔本体上；红外摄像头、可见光摄像头和AR显示组件均与控制器电连接。本发明基于AR技术设置红外摄像头、可见光摄像头和AR显示组件，通过红外摄像头和可见光摄像头拍摄佩戴者前方区域内的畜禽画面，得到畜禽温度和畜禽图像，使得AR显示组件对畜禽温度和畜禽图像进行AR显示，从而实现养殖场中畜禽的温度异常检测，这样不仅避免不同畜禽舍间交叉感染，而且使用成本低、消毒简单。本发明实现了畜禽养殖场的便捷、安全巡检。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的用于畜禽养殖场的巡检头盔的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的用于畜禽养殖场的巡检头盔中扬声器的位置示意图。

具体实施方式

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、完整地描述，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。基于本发明中的实施例，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实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例提供的用于畜禽养殖场的巡检头盔的结构示意图。

参见图1，本实施例的巡检头盔与云平台上的养殖场在线管理系统无线连接；所述在线管理系统可以为内置于手机中的养殖场在线管理APP。所述巡检头盔包括：头盔本体、控制器、AR显示组件2、红外摄像头3和可见光摄像头4；所述AR显示组件2固定在所述头盔本体的底部边沿处；所述红外摄像头3和所述可见光摄像头4均设置在所述头盔本体上；所述红外摄像头3、所述可见光摄像头4和所述AR显示组件2均与所述控制器电连接；所述红外摄像头3和所述可见光摄像头4用于拍摄佩戴者前方区域内的畜禽画面，得到畜禽温度和畜禽图像；所述控制器用于采用AR技术对所述畜禽温度和畜禽图像进行处理，得到AR图像；所述AR显示组件2显示所述AR图像。AR技术是一种现有的成熟技术，本实施例中的控制器选用任意一种内置有现有的AR处理软件的控制器即可，在此不做限定。

作为一种可选的实施方式，所述AR显示组件2包括：镜片、显示屏和自由曲面；所述镜片固定在所述头盔本体的底部边沿处；所述自由曲面嵌入所述镜片；所述显示屏固定在所述镜片与所述头盔本体的连接处；所述自由曲面用于将所述显示屏投射的AR图像反射至人眼。在实际应用中，所述镜片所在的面可以与所述头盔本体底部所在的面垂直。自由曲面为一种光学元件，自由曲面可以是棱镜的一种，自由曲面可以镶嵌在镜片右侧的中心处。所述显示屏可以为micro-OLED微型显示屏。AR显示组件2使用衍射光波导技术，由设置在镜片上方的micro-OLED微型显示屏投射画面，画面通过自由曲面的多重反射最终将画面反射到用户眼球上，从而实现画面的显示功能。

作为一种可选的实施方式，所述用于畜禽养殖场的巡检头盔还包括扬声器7，如图2所示。所述扬声器7设置在所述头盔本体上；所述扬声器7与所述控制器电连接。所述控制器通过AR图像实时显示的畜禽的温度与内部存储的设定温度进行对比，当超出设定温度时，扬声器7发出警报以提示佩戴者出现体温异常的畜禽。在该实施方式下，控制器中只需要增设一个现有的比较器即可实现，在此不对比较器的型号进行限定，任意一种能够实现比较功能的比较器均可。

作为一种可选的实施方式，所述头盔本体包括头箍1和与所述头箍1固定的头箍固定件6。所述头箍1为可调头箍，以便于佩戴者调节松紧度，增加佩戴者的舒适性。

作为一种可选的实施方式，所述镜片上有镀膜，以减小冬季由舍外进入舍内时眼镜起雾的影响。

作为一种可选的实施方式，所述头箍1上设置有操作按键5；所述操作按键5与所述控制器电连接。所述操作按键5包括从头箍1前方往后方依次设置的开关键、音量加键、音量减键和滚轮。

作为一种可选的实施方式，所述用于畜禽养殖场的巡检头盔还包括电源，所述电源与所述控制器电连接，所述电源与所述开关键电连接。所述电源、所述控制器可以设置于所述头盔本体的内部。

作为一种可选的实施方式，所述控制器中还包括接收器和发信器。

本发明还提供了一种用于畜禽养殖场的巡检方法，所述巡检方法用于上述所述的巡检头盔，所述巡检方法包括：

获取畜禽温度和畜禽图像，并采用AR技术对所述畜禽温度和所述畜禽图像进行处理，得到AR图像。

当所述AR图像中显示温度异常的畜禽时，通过扫描所述温度异常的畜禽上携带的二维码，获取所述温度异常的畜禽的标号，并将所述标号、所述温度异常的畜禽所处的图像上传至云平台上的养殖场在线管理系统，所述养殖场在线管理系统用于判断所述温度异常的畜禽的异常类型并发送相应的异常解决策略；所述养殖场在线管理系统还用于当无法确定所述异常类型时，将所述温度异常的畜禽所处的图像发送至专业人员(兽医和动物疾控专业人员)，专业人员通过实时视频图像在线指导或传输教程视频给巡检头盔。

当获取到所述养殖场在线管理系统发送的所述异常类型和所述异常解决策略时，则饲养管理人员按照所述异常解决策略进行处理；当无法获取到所述养殖场在线管理系统发送的所述异常类型和所述异常解决策略时，则饲养管理人员根据所述专业人员的在线指导或使用巡检头盔观看教程视频，学习如何处理当前出现温度异常的畜禽。

上述巡检头盔的具体实现流程如下：

(1)用户按压开关将设备启动后，首先在养殖场在线管理APP上设置WiFi的信息，APP将生成链接二维码，用户在头箍1上操作滚轮选择扫描模式，扫描APP上生成的二维码接入畜禽养殖场的WiFi或直接使用5G技术进行系统连接，将设备连接至云平台上的养殖场在线管理系统。当养殖场内未覆盖WiFi或5G信号不佳时，设备自动存储数据。当设备再次连接WiFi或连接至5G网络时，将数据传输至在线管理系统。

(2)在红外摄像头3预热结束后，畜禽舍饲养管理人员佩戴该巡检头盔进入场地，红外摄像头3拍摄佩戴者前方区域的画面，并对佩戴者前方3m内的区域进行测温，收集数据，得到畜禽温度，此时，为了降低设备耗电，可见光摄像头4暂时关闭。其中，由于红外摄像头已预热完毕，在其具备一定温度的情况，会显著降低舍内外的温差和湿度差对其的影响。

(3)下面给出了上述实施例中的巡检头盔在实际应用中的三种巡检模式实现过程：

模式1

测量猪：考虑到猪的正常体温是38℃至39.5℃，因此在控制器中将猪体的正常温度设置为38℃至39.5℃，同时考虑到猪的体表毛发会对测量结果产生影响，同时有研究显示，在非接触式测温中猪的眼部温度较为接近直肠温度，可作为非接触式测温的检测部位。因此在控制器中设置该模式下测量的温度区域为猪的眼部温度，当测量到存在温度不在这一温度范围的猪时，控制器输出一个高电平给扬声器7，扬声器7发出警报提示佩戴者出现体温异常的猪。

模式2

测量牛：考虑到犊牛正常体温一般是38.5～39.5℃，青年牛为38～39.5℃，而成年牛则为38～39℃，因此在控制器中将牛的正常温度设置为38℃至39.5℃，同时考虑到牛的体表毛发会对测量结果产生影响，因此在控制器中设置该模式下测量的温度区域为牛的眼部温度，当测量到存在温度不在这一温度范围的牛时，控制器输出一个高电平给扬声器7，扬声器7发出警报提示佩戴者出现体温异常的牛。

模式3

测量鸡：考虑到通常健康状态下的鸡体温维持为40.5～42℃，因此在控制器中将鸡的正常温度设置为40.5℃至42℃，同时考虑到鸡的体表羽毛会对测量结果产生影响，因此在控制器中设置该模式下测量的温度区域为鸡的鸡冠温度，当测量到存在温度不在这一温度范围的鸡时，控制器输出一个高电平给扬声器7，扬声器7发出警报提示佩戴者出现体温异常的鸡。

(4)在发现体温异常的畜禽后，可见光摄像头4开启，拍摄体温异常畜禽的图像画面。饲养管理人员通过使用巡检头盔自带的可见光摄像头来扫描对应畜禽身上的识别标识，其中猪和牛为耳标上的二维码；鸡为脚环上的二维码，并将二维码上传至云平台上的养殖场在线管理系统，养殖场在线管理系统可根据二维码的信息从而使系统得知出现异常的是哪一只畜禽，同时控制器中的发信器可以将对应异常数据上传至云端实时修改对应畜禽的健康状况，对应异常数据即体温和图像。

(5)系统完成信息修改后，设备自动上传实时视频图像，系统根据设备拍摄的异常图像，参考数据库中畜禽常见的疾病临床表现智能判断对应畜禽出现的问题并给出解决建议，如若图像中猪的耳朵发蓝，则可判定为对应猪只患蓝耳病等。若系统无法判断对应异常状况，则通知兽医和远程的动物疫控专业人员根据上传的图像画面在线判断该畜禽出现体温异常的原因，以此排查出现温度异常的畜禽。在排查出现温度异常畜禽的过程中，兽医和动物疾控专业人员可通过实时视频图像在线指导饲养管理人员根据实际情况拍摄针对化的图像细节，以便更好辨别该畜禽患上的疾病。同时，饲养管理人员可使用巡检头盔观看系统内置的或兽医和动物疾控专业人员反馈回的教程视频，学习如何处理当前出现温度异常的畜禽。同时，由于二维码设置在耳标及脚环上，受大小所限，因此，不易出现同时扫描多个二维码的情况。

(6)当工作人员完成一个畜禽舍或单元的巡检工作后，使用酒精棉对设备进行清洁，去除附着在设备上的各类粉尘，并使用紫外线和臭氧对巡检头盔进行混合消毒，在消毒完毕后及时收纳，以便延长设备的使用寿命。

本实施例基于互联网和云平台开发具有高性能低功耗特点的可穿戴式的巡检头盔，可方便工作人员快速锁定体温异常的畜禽，同时，巡检头盔可实时传输画面，使动物疫控专业人员可远程对体温和体况异常的畜禽健康及疾病进行诊断和防控指导工作，并对接云端中畜禽个体的身份信息，实时预警对应畜禽的健康状况，以便畜禽饲养管理人员进行及时处理。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种用于畜禽养殖场的巡检头盔，其特征在于，所述巡检头盔与云平台上的养殖场在线管理系统无线连接；所述巡检头盔包括：头盔本体、控制器、AR显示组件、红外摄像头和可见光摄像头；所述AR显示组件固定在所述头盔本体的底部边沿处；所述红外摄像头和所述可见光摄像头均设置在所述头盔本体上；所述红外摄像头、所述可见光摄像头和所述AR显示组件均与所述控制器电连接；所述红外摄像头用于拍摄佩戴者前方区域内的畜禽画面，得到畜禽温度；所述可见光摄像头用于拍摄所述畜禽画面，得到畜禽图像；所述控制器用于采用AR技术对所述畜禽温度和所述畜禽图像进行处理，得到AR图像；所述AR显示组件显示所述AR图像。

2.根据权利要求1所述的一种用于畜禽养殖场的巡检头盔，其特征在于，所述AR显示组件包括：镜片、显示屏和自由曲面；

所述镜片固定在所述头盔本体的底部边沿处；所述自由曲面嵌入所述镜片；所述显示屏固定在所述镜片与所述头盔本体的连接处；所述自由曲面用于将所述显示屏投射的AR图像反射至人眼。

3.根据权利要求2所述的一种用于畜禽养殖场的巡检头盔，其特征在于，所述显示屏为micro-OLED显示屏。

4.根据权利要求2所述的一种用于畜禽养殖场的巡检头盔，其特征在于，所述镜片所在的面与所述头盔本体底部所在的面垂直。

5.根据权利要求1所述的一种用于畜禽养殖场的巡检头盔，其特征在于，还包括扬声器；所述扬声器设置在所述头盔本体上；所述扬声器与所述控制器电连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于畜禽养殖场的巡检头盔，其特征在于，所述头盔本体包括头箍和与所述头箍固定的头箍固定件。

7.根据权利要求6所述的一种用于畜禽养殖场的巡检头盔，其特征在于，所述头箍为可调头箍。

8.根据权利要求6所述的一种用于畜禽养殖场的巡检头盔，其特征在于，所述头箍上设置有操作按键；所述操作按键与所述控制器电连接。

9.根据权利要求8所述的一种用于畜禽养殖场的巡检头盔，其特征在于，所述操作按键包括开关键、音量加键、音量减键和滚轮。

10.一种用于畜禽养殖场的巡检方法，其特征在于，所述巡检方法用于如权利要求1-9中任意一项所述的巡检头盔，所述巡检方法包括：

获取畜禽温度和畜禽图像；

采用AR技术对所述畜禽温度和所述畜禽图像进行处理，得到AR图像；

当所述AR图像中显示温度异常的畜禽时，通过扫描所述温度异常的畜禽上携带的二维码，获取所述温度异常的畜禽的标号，并将所述标号、所述温度异常的畜禽所处的图像上传至云平台上的养殖场在线管理系统，所述养殖场在线管理系统用于判断所述温度异常的畜禽的异常类型并发送相应的异常解决策略；所述养殖场在线管理系统还用于当无法确定所述异常类型时，将所述温度异常的畜禽所处的图像发送至专业人员；

当获取到所述养殖场在线管理系统发送的所述异常类型和所述异常解决策略时，则按照所述异常解决策略进行处理；当无法获取到所述养殖场在线管理系统发送的所述异常类型和所述异常解决策略时，则根据所述专业人员的在线指导或发送的教程视频进行处理。

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