CN114403043A - 一种母猪查情方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种母猪查情方法、装置及系统，包括：采集待测母猪的连续多帧面部图像；在根据连续多帧面部图像，确定待测母猪的口鼻处姿态稳定的情况下，将诱情信息素喷洒至待测母猪的口鼻处；展示公猪全息影像，并利用压背板持续按压待测母猪的背部，以获取反馈压力曲线，用于确定待测母猪的发情状态。本发明利用公猪全息影像与诱情信息素相融合，通过采集待测母猪的压背反馈压力，构建反馈压力曲线，以实现对其发情状态的判断，从视觉、嗅觉、触觉等多方面刺激母猪发情，而不使用真实公猪，很大程度上减少了控制公猪的查情人员数量，且避免了公猪与母猪直接接触以及各栏母猪间接接触，降低病毒传播可能性，有效地提高了检测的精度和检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及畜牧智能装备技术领域，尤其涉及一种母猪查情方法、装置及系统。
背景技术
规模化养猪场生产养殖过程中，需要定期获取空怀母猪的发情状态，并对每只母猪的发情状态及时标记、记录，以便于开展后续相关工作。
确定母猪发情状态的传统方式是采用人工查情与公猪试情相结合的方法，至少需两名查情人员执行，其中一查情人员牵引公猪至空怀母猪查情区域，控制公猪与栏内母猪口鼻直接接触；另一查情人员通过看外阴、挠猪背、骑猪身、抓耳朵等措施对其刺激，通过母猪应激反应进行发情鉴定。
目前，公猪牵引方式主要有两种，分别为人为牵引和查情车牵引。其中，人为牵引方式主要是由查情人员将公猪赶至查情区域，控制并引导公猪与待查母猪进行口鼻接触，该方法对公猪应激较大，增加查情人员查情难度，降低工作效率，且提高人猪共患疾病的传播风险，甚至会有公猪伤害查情人员的危险性。
查情车牵引方式主要分为两种，一种是将公猪赶至查情车上，查情车由查情人员遥控控制，并由限位机构限制公猪转身、趴卧等行为，将公猪头部的待查情侧闸门打开使公猪与待查母猪进行口鼻接触，同样存在人猪共患疾病的传播风险、查情效率较低等缺陷，且受限位机构、车身容量等影响，会增大公猪应激；另一种是公猪自由或被强制跟随查情车查情，该方法可缩减查情车尺寸，改善公猪应激反应，但也存在因公猪发情、地面湿润等引起的公猪行走困难、猪蹄打滑、公猪行走区域粪便清理和公猪不配合等缺陷。
发明内容
本发明提供一种母猪查情方法、装置及系统，用以解决现有技术中采用公猪试情的方式所带来的诸多缺陷，实现高效、精准、规模化的母猪查情。
第一方面，本发明提供一种母猪查情方法，包括：采集待测母猪的连续多帧面部图像；在根据所述连续多帧面部图像，确定所述待测母猪的口鼻处姿态稳定的情况下，将诱情信息素喷洒至所述待测母猪的口鼻处；在所述待测母猪的视线范围内，展示公猪全息影像；利用压背板持续按压所述待测母猪的背部，以获取反馈压力曲线；基于所述反馈压力曲线，确定所述待测母猪的发情状态。
根据本发明提供的一种母猪查情方法，在利用压背板按压所述待测母猪的背部之前，还包括：播放与所述待测母猪相关品种的公猪发情叫声。
根据本发明提供的一种母猪查情方法，在根据所述连续多帧面部图像，确定所述待测母猪的口鼻处姿态稳定的情况下，将诱情信息素喷洒至所述待测母猪的口鼻处，包括：依次将每帧面部图像输入至目标检测模型，以获取所述目标检测模型输出的与所述面部图像对应的口鼻部位识别图像；比较相邻两帧口鼻部位识别图像的相似度；若连续多个相似度均大于预设阈值，则确定所述待测母猪的口鼻处姿态稳定；将诱情信息素喷洒至所述待测母猪的口鼻处。
根据本发明提供的一种母猪查情方法，所述基于所述反馈压力曲线，确定所述待测母猪的发情状态，包括：根据所述反馈压力曲线，确定每个时间点的反馈压力；若在预设时长内，所述反馈压力的压力最大值与压力最小值之间的差值小于预设变化量，则确定所述待测母猪处于发情阶段。
根据本发明提供的一种母猪查情方法，在基于所述反馈压力曲线，确定所述待测母猪的发情状态之后，还包括：获取所述待测母猪的身份标识；基于所述身份标识，将所述发情状态存储至所述待测母猪的管理档案中。
第二方面，本发明还提供一种母猪查情装置，包括：图像采集单元、喷洒控制单元、播放控制单元、压力检测单元和状态判断单元，其中：
图像采集单元用于采集待测母猪的连续多帧面部图像；在根据所述连续多帧面部图像，确定所述待测母猪的口鼻处姿态稳定的情况下，所述喷洒控制单元用于控制喷洒装置将诱情信息素喷洒至所述待测母猪的口鼻处；所述播放控制单元用于控制全息投影仪在所述待测母猪的视线范围内，展示公猪全息影像；所述压力检测单元用于控制压背装置持续按压所述待测母猪的背部，以获取反馈压力曲线；所述状态判断单元用于基于所述反馈压力曲线，确定所述待测母猪的发情状态。
第三方面，本发明还提供一种母猪查情系统，包括：查情车、压背装置和查情处理器；所述查情车包括车身本体、设置在所述车身本体上的电控模块、视觉传感器、喷洒装置和全息投影仪；所述视觉传感器、喷洒装置、全息投影仪分别与所述电控模块通信连接，所述电控模块与所述查情处理器通信连接；所述查情处理器包括存储器及存储在所述存储器上并可在所述查情处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述查情处理器执行时执行如上述任一项母猪查情方法的步骤。
根据本发明提供的一种母猪查情系统，所述压背装置包括固设在猪舍顶部的轨道、机械臂、机械臂控制模组、升降模组、压背板和压力传感器；所述压背装置通过通信模块与所述查情处理器连接；所述机械臂控制模组控制所述机械臂在所述轨道上行走，并控制所述机械臂和所述升降模组动作，以使得位于所述机械臂另一端的压背板按压所述待测母猪的背部；所述压力传感器的探头设置于所述压背板的内侧，在所述压背板按压所述待测母猪的背部的情况下，获取反馈压力并发送至所述机械臂控制模组；所述机械臂控制模组存储所述反馈压力，并按照预设采样周期通过所述通信模块发送给所述查情处理器。
根据本发明提供的一种母猪查情系统，所述压背装置包括机械臂、机械臂控制模组、升降模组、压背板和压力传感器；所述压背装置通过通信模块与所述查情处理器连接；所述机械臂的一端固定于所述查情车上，所述机械臂控制模组控制所述机械臂和所述升降模组动作，以使得位于所述机械臂另一端的压背板按压所述待测母猪的背部；所述压力传感器的探头设置于所述压背板的内侧，在所述压背板按压所述待测母猪的背部的情况下，获取反馈压力并发送至所述机械臂控制模组；所述机械臂控制模组存储所述反馈压力，并按照预设采样周期通过所述通信模块发送给所述查情处理器。
根据本发明提供的一种母猪查情系统，所述查情处理器装设于所述查情车内，或所述查情处理器布设于远端控制室内。
第四方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述母猪查情方法的步骤。
第五方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述母猪查情方法的步骤。
本发明提供的母猪查情方法、装置及系统，利用公猪全息影像与诱情信息素相融合，通过采集待测母猪的压背反馈压力，构建反馈压力曲线，以实现对其发情状态的判断，从视觉、嗅觉、触觉等多方面刺激母猪发情，而不使用真实公猪，很大程度上减少了控制公猪的查情人员数量，且避免了公猪与母猪直接接触以及各栏母猪间接接触，降低病毒传播可能性，有效地提高了检测的精度和检测效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的母猪查情方法的流程示意图之一；
图2是本发明提供的反馈压力曲线的示意图之一；
图3是本发明提供的反馈压力曲线的示意图之二；
图4是本发明提供的母猪查情方法的流程示意图之二；
图5是本发明提供的母猪查情装置的结构示意图；
图6是本发明提供的母猪查情系统的俯视图；
图7是本发明提供的母猪查情系统的侧视图；
图8是本发明提供的查情车的结构示意图；
图9是本发明提供的电子设备的结构示意图；
附图标记：
1：全息投影仪；2：扬声器；3：开关；4：车身本体；5：显示器；6：蜂鸣器；7：万向轮；8：充电接口；9：主动轮；10：注药口；11：机械臂；12：视觉传感器；13：舵机；14：喷头。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
需要说明的是，在本发明实施例的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合图1-图9描述本发明实施例所提供的母猪查情方法、装置及系统。
图1是本发明提供的母猪查情方法的流程示意图之一，其执行主体可以是查情处理器，查情处理器可以设置在查情车或者查情机器人上，也可以设置于远端控制室内。如图1所示，本发明提供的母猪查情方法，主要包括但不限于以下步骤：
步骤101：采集待测母猪的连续多帧面部图像。
在实际查情过程中，控制查情车行驶至待测母猪所在的栏位处，并控制视觉传感器自动进行位置调整，以针对待测母猪的面部进行图像采集，获取连续多帧面部图像。
步骤102：在根据所述连续多帧面部图像，确定所述待测母猪的口鼻处姿态稳定的情况下，将诱情信息素喷洒至所述待测母猪的口鼻处。
进一步地，将所采集到的面部图像依次输入至预先训练好的目标检测模型，以获取由目标检测模型对每一帧面部图像中的口鼻部位进行识别，输出对应的口鼻部位识别图像。
然后，比较连续多帧面部图像所对应的口鼻部位识别图像，在确定待测母猪的口鼻处的姿态处于稳定的情况下，控制喷洒装置将预先配置好的诱情信息素间断性的喷洒至待测母猪的口鼻处。
需要说明的是，本发明所提供的母猪查情方法，之所以要确定待测母猪的口鼻处姿态处于稳定时，才将诱情信息素喷洒至其口鼻处，是为了确保待测母猪能够接收到诱情信息素，以形成嗅觉催情刺激，避免诱情信息素未被待测母猪接收到，从而造成发情状态的误判。
步骤103：在所述待测母猪的视线范围内，展示公猪全息影像。
进一步地，本发明在向待测母猪喷洒诱情信息素的同时，通过向其持续投放公猪全息影像，以形成视觉催情刺激。
其中，公猪全息影像可以是由查情人员从数据库中预先选择的与待测母猪的品种相匹配的公猪全息影像。
步骤104：利用压背板持续按压所述待测母猪的背部，以获取反馈压力曲线。
进一步地，在通过步骤102和步骤103刺激待测母猪发情的过程中，本发明还通过控制压背板持续按压待测母猪的背部，以模仿骑跨动作，对其形成触觉催情刺激。
在利用压背板按压母猪背部的同时利用压背板上装设的压力传感器检测母猪背部反馈回来的反馈压力，通过采集持续按压下的预设时长内的连续多个采样点所采集的反馈压力，可以拟合出对应的反馈压力曲线。
步骤105：基于所述反馈压力曲线，确定所述待测母猪的发情状态。
进一步地，本发明可以根据获取的待测母猪的反馈压力曲线，来判断其发情情况：
如果根据反馈压力曲线获知在某一时段内的反馈压力在某一值处上下浮动且波动量小，则说明该待测母猪在进行压背时已经出现呆立反射的现象，表明其已经处于发情阶段；如果根据反馈压力曲线获知在整个检测时段内的反馈压力的波动量较大，则说明该待测母猪未出现呆立反射现象，其并未进入发情阶段。
本发明提供的母猪查情方法，利用公猪全息影像与诱情信息素相融合，通过采集待测母猪的压背反馈压力，构建反馈压力曲线，以实现对其发情状态的判断，从视觉、嗅觉、触觉等多方面刺激母猪发情，而不使用真实公猪，很大程度上减少了控制公猪的查情人员数量，且避免了公猪与母猪直接接触以及各栏母猪间接接触，降低病毒传播可能性，有效地提高了检测的精度和检测效率。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在利用压背板按压所述待测母猪的背部之前，还包括：播放与所述待测母猪相关品种的公猪发情叫声。
本发明可以在向待测母猪喷洒诱情信息素以对其进行嗅觉催情刺激的同时，通过向其持续投放公猪全息影像，以形成视觉催情刺激，同时，还可以播放与该待测母猪相关品种的公猪发情叫声，以对其进行听觉催情刺激。
其中，可以在查情车上预先存储不同品种的公猪发情叫声，同时增设猪只身份射频识别器(Radio Frequency Identification，RFID)和扬声器。
通过RFID读取待测母猪身上的射频标识，获取其身份信息，以选择与其品种相对应的公猪发情叫声，并利用扬声器进行播放。
本发明提供的母猪查情方法，利用公猪全息影像、诱情信息素以及公猪发情叫声相融合，通过采集待测母猪的压背反馈压力，构建反馈压力曲线，以实现对其发情状态的判断，从视觉、嗅觉、听觉和触觉等多方面刺激母猪发情，而不使用真实公猪，很大程度上减少了控制公猪的查情人员数量，且避免了公猪与母猪直接接触以及各栏母猪间接接触，降低病毒传播可能性，有效地提高了检测的精度和检测效率。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在根据所述连续多帧面部图像，确定所述待测母猪的口鼻处姿态稳定的情况下，将诱情信息素喷洒至所述待测母猪的口鼻处，包括：依次将每帧面部图像输入至目标检测模型，以获取所述目标检测模型输出的与所述面部图像对应的口鼻部位识别图像；比较相邻两帧口鼻部位识别图像的相似度；若连续多个相似度均大于预设阈值，则确定所述待测母猪的口鼻处姿态稳定；将诱情信息素喷洒至所述待测母猪的口鼻处。
目标检测模型主要是用于对输入的面部图像中的口鼻部位的特征进行提取，以根据提取结果，确定口鼻部位所在的位置，以从整个面部图像中裁剪出口鼻部位识别图像。
其中，目标检测模型可以采用Faster R-CNN模型，也可以采用SSD检测模型、或者YOLO检测模型，对此本发明不作具体的限定。
在获取到每一帧面部图像所对应的口鼻部位识别图像之后，需要根据每帧口鼻部位识别图像之间的相似度，来判断在该时长内待测母猪的口鼻部位是否发生较大的变化。如果连续多个相邻两帧口鼻部位识别图像的相似度均大于预设阈值，则说明未发生较大变化，确定待测母猪的口鼻处姿态稳定；如果多个相邻两帧口鼻部位识别图像的相似度均小于或等于该预设阈值，则说明待测母猪的头部一直处于活动状态，此时若进行诱情信息素喷洒，可能无法被其接收，从而导致未实现对其进行嗅觉催情刺激，则需要继续采集待测母猪的面部图像，并迭代执行上述步骤。
其中，上述预设阈值可以根据相似性度量方法的不同以及检测精度的需求，由查情人员自主设定。
作为一种可选实施例，本发明提供了一种比较相邻两帧口鼻部位识别图像的相似度的方法，可以采用结构相似性度量、余弦相似度度量、基于图像中颜色的全局分布的直方图、通过计算两个图像的互信息以及计算两帧图像的指纹信息等方法来实现。
例如，采用计算两帧图像的指纹信息实现相似度计算的方法，可以包括但不限于以下步骤：
首先，对待比较的两帧图像进行灰度化处理后，分别将两帧图像归一回到统一尺寸(如：8*8)；
可以进一步简化归一化后的两帧图像的灰度，例如：分别将两帧图像的灰度除以3，以减少计算量；
然后，分别计算每帧图像的平均灰度值avg；
针对每一帧处理后的图像，分别比较8*8＝64个像素与平均灰度值avg的大小，若大则记为1，小则记为0，并按一定顺序排列成64位2进制的指纹编码。
在获取到两帧图像所对应的指纹编码之后，比较两个指纹编码，并将比较结果作为相似度。
本发明提供的母猪查情方法，通过采集待测母猪的面部图像，判断出其口鼻部位状态，以确定在其状态稳定的情况下，才将诱情信息素准确的喷洒至其口鼻部位，能有效地提高诱情信息素的喷洒准确性，且可以确保待测母猪被诱情信息素所作用，能够有效地确保检测结果的可信度。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述基于所述反馈压力曲线，确定所述待测母猪的发情状态，具体包括：根据所述反馈压力曲线，确定每个时间点的反馈压力；若在预设时长内，所述反馈压力的压力最大值与压力最小值之间的差值小于预设变化量，则确定所述待测母猪处于发情阶段。
本发明主要是通过机械臂向下移动，带动背压板按压母猪背部，以根据预设时长内由背压板上压力传感器所采集到的反馈压力所拟合出的反馈压力曲线，来判断母猪的发情状态。
图2是本发明提供的反馈压力曲线的示意图之一，如图2所示，如果在该反馈压力曲线上的反馈压力值于某一值处上下浮动，且浮动的压力最大值与压力最小值之间的差值小于某一预设变化量时，则认为该反馈压力曲线的波动量较小，此时说明待测母猪在背压时出现了呆立反射的现象，表明该待测母猪正处于发情期。
图3是本发明提供的反馈压力曲线的示意图之二，如图2所示，如果在该反馈压力曲线上的反馈压力值的波动量较大，不能稳定于某一值的上下波动，说明该待测母猪未出现呆立反射现象，则可以确认该待测母猪未进入发情期。
本发明提供的母猪查情方法，基于母猪发情的生理特性，采用背压时的反馈压力曲线反映出其发情状态，相较于现有方法来说更为直观，结果的可信度也越高。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在基于所述反馈压力曲线，确定所述待测母猪的发情状态之后，还包括：
获取所述待测母猪的身份标识；基于所述身份标识，将所述发情状态存储至所述待测母猪的管理档案中。
对于规模化养殖来说，可以为每头猪只建立一个管理档案，并实时的根据每头猪只的生长情况，对以便于规范化的管理。
上述管理档案可以存储至云平台，在获取到待测母猪的发情状态之后，将发情状态和该待测母猪的身份标识一起上传至云平台，以对其原管理档案进行更新。
同时，查情人员可以依据需要，基于待测母猪的身份标识随时从云平台中调取该待测母猪的发情状态。
需要说明的是，本发明提供的母猪查情方法，可以同时对猪舍过道两侧的两个限位栏中的两头母猪同时进行查情。图4是本发明提供的母猪查情方法的流程示意图之二，如图4所示，查情车静止时，停止在在充电桩处充电；在执行查情作业前，可以先开机自检、并调试查情车上的各相关设备是否可以正常工作；在自检调试结束后，从注药口添加准备好的诱情信息素至药箱。
查情车开机后，查情人员可从数据库中选择品种合适的公猪全息影像以及对应品种的多组公猪发情叫声，以适应多种母猪品种的查情需求，并重置机械臂等作业状态。
然后，遥控查情车至工作区域，由查情人员依据猪舍过道两侧的查情需求判断并开启对应侧的查情设备。
在查情车执行查情过程中，利用扬声器持续播放公猪发情叫声，并利用全息投影仪投放公猪全息影像，同时保持视觉传感器全程开启状态。
查情人员遥控查情车至待待测母猪的栏位处，由视觉传感器检测到母猪口鼻位置后，自动开启相应一侧机械臂以移动喷头朝向母猪口鼻位置，然后开启喷头电磁阀，以配合着间断性喷洒诱情信息素。
一般来说，每头母猪需喷洒2-3次，每次喷洒时长为1-3秒，喷洒间隔为2秒。
同时，压背装置自动识别待测母猪的背部，并开始跟随运动。配合着公猪发情叫声与公猪影像信息，压背装置的机械臂开始向下移动，通过压背板按压待测母猪的猪身，并采集反馈压力，以绘制出反馈压力曲线，则可以根据所绘制的反馈压力曲线初步给出待测母猪的发情状态。
可选地，可以在查情车上配置一个显示器，能实时的显示出对待测母猪的查情结果，包括“发情”和“未发情”两种，供平台记录。
进一步地，查情人员还可以结合待测母猪的外阴情况判断母猪是否发情。
作业过程中，当出现查情车的车身卡死、电池电量不足等情况的时候，对应蜂鸣器及时报警，提示查情人员处理查情车作业异常情况。当同一排两侧母猪均查情结束后，可以遥控查情车行进至下一排限位栏。
迭代执行上述查情作业过程，直至完成预定查情计划。
图5是本发明提供的母猪查情装置的结构示意图，如图5所示，主要包括但不限于：图像采集单元51、喷洒控制单元52、播放控制单元53、压力检测单元54和状态判断单元55。
图像采集单元51主要用于采集待测母猪的连续多帧面部图像；
在根据所述连续多帧面部图像，确定所述待测母猪的口鼻处姿态稳定的情况下，所述喷洒控制单元52用于控制喷洒装置将诱情信息素喷洒至所述待测母猪的口鼻处；
所述播放控制单元53用于控制全息投影仪在所述待测母猪的视线范围内，展示公猪全息影像；
所述压力检测单元54用于控制压背装置持续按压所述待测母猪的背部，以获取反馈压力曲线；
所述状态判断单元55用于基于所述反馈压力曲线，确定所述待测母猪的发情状态。
需要说明的是，本发明提供的母猪查情装置，在具体运行时，可以执行上述任一实施例所述的母猪查情方法，对此本实施例不作赘述。
本发明提供的母猪查情装置，利用公猪全息影像与诱情信息素相融合，通过采集待测母猪的压背反馈压力，构建反馈压力曲线，以实现对其发情状态的判断，从视觉、嗅觉、触觉等多方面刺激母猪发情，而不使用真实公猪，很大程度上减少了控制公猪的查情人员数量，且避免了公猪与母猪直接接触以及各栏母猪间接接触，降低病毒传播可能性，有效地提高了检测的精度和检测效率。
图6是本发明提供的母猪查情系统俯视图，图7是本发明提供的母猪查情系统的侧视图，如结合图6和图7所示，主要包括但不限于：可以在猪舍过道中行走的查情车、压背装置和查情处理器。
图8是本发明提供的查情车的结构示意图，如图8所示，查情车主要包括车身本体4、设置在所述车身本体4上的电控模块、视觉传感器12、喷洒装置和全息投影仪1。
视觉传感器12、喷洒装置、全息投影仪1分别与电控模块通信连接，所述电控模块与所述查情处理器通信连接。
所述查情处理器包括存储器及存储在所述存储器上并可在所述查情处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述查情处理器执行时执行如上述任一实施例所述的母猪查情方法的步骤。
具体来说，本发明提供了一种与上述实施例所提供的母猪查情方法相配套的母猪查情系统，主要部件包括查情车，也可以称作查情机器人，用于接收查情人员的驱动指令行走与猪舍过道抵达至待测母猪的栏位处。
结合图8所示，查情车主要包括车身本体4，设置于车身本体4的底板下的行走模块，以及设置于该底板上的供电模块，可以通过充电接口8为供电模块充电。
在底板上还配置有电控模块和信息素喷洒模块，在车身本体4的顶部还设置有机械臂、猪口鼻识别模块和全息投影模块。
其中，上述行走模块，主要包括：底板前端左右相对安装的左、右主动轮，底板后端左右相对安装的左、右万向轮7，以及用于驱动左、右主动轮的左、右电机；各电机与各主动轮之间用轴连接，并通过轴承固定安装至车身本体4上。左、右电机分别通过驱动器与电控模块连接，以受电控模块的驱动正转或反转运行。
进一步地，上述供电模块，主要包括：蓄电池和刷板，蓄电池固定安装在底板中部，并与充电接口8电性连接，用于为整个查情车供电。
电控模块主要包括电控制器、开关3、扬声器2、信号接收器、显示器5以及蜂鸣器6等。
控制器、信号接收器安装于电控柜内，电控柜固定安装于底板的后端。开关3、扬声器2、显示器5、蜂鸣器6依次排列，固定安装至车身的顶端。开关3、扬声器2、遥信号接收器、显示器5以及蜂鸣器6等均与电控制器电性连接，电控制器直接或间接与蓄电池电性连接。
进一步地，上述信息素喷洒模块，主要包括：药箱、泵、电磁阀、水管和喷头14。药箱、泵、电磁阀固定安装在车身底板前端，由水管从药箱依次接入泵、电磁阀、喷头14。其中，电磁阀与喷头14分为两组，两组喷头14分别由支座固定安装于两个机械臂11的前端，机械臂11动作可以控制两个喷头14朝向待测母猪的栏位，并沿机器人横向方向相反布置。水管被固定于车身、机械臂上。电磁阀与泵均与电控制器电性连接。
进一步地，本发明所提供的母猪查情系统，还包括：视觉传感器支架用于固定并调整视觉传感器的姿态。视觉传感器固定放置在视觉传感器支架内，并与电控制器电性连接，视觉传感器支架通过螺栓固接于机身顶端前部。
视觉传感器可以有两个，两个视觉传感器的检测头朝向母猪所在的栏位，沿机器人横向方向相反布置，同时采集过道两侧的母猪面部图像。
全息投影模块主要由一组或两组基于佩珀尔幻象、边缘消隐等方法制作的3D全息投影仪组成，且与电控制器通信连接。各全息投影仪可投放不同品种的公猪影像，以适应多种组合影像需求，全息投影仪由底座固定安装在机身顶端中部。
基于上述实施例的内容，本发明提供的压背装置可以有两种设置方式。
其中一种方式是将压背装置安装于猪舍顶部，如图7所示，压背装置可以包括固设在猪舍顶部的轨道、机械臂、机械臂控制模组、升降模组、压背板和压力传感器。压背装置通过通信模块与查情处理器连接；所述机械臂控制模组控制所述机械臂在所述轨道上行走，并控制所述机械臂和所述升降模组动作，以使得位于所述机械臂另一端的压背板按压所述待测母猪的背部。
如图7所示，将压背装置相关的机械臂记作机械臂Ⅰ，将用于控制喷头位姿的机械臂记作机械臂Ⅱ。
压力传感器的探头设置于压背板的内侧，在压背板按压待测母猪的背部的情况下，获取反馈压力并发送至机械臂控制模组；机械臂控制模组存储反馈压力，并按照预设采样周期通过通信模块发送给所述查情处理器，以供查情处理器生成反馈压力曲线。
其中，升降模组可以是液压升降装置、气动升降装置或电动升降装置，对此本发明不作具体的限定。
作为另一种可选方式，还可以将压背装置安装于查情车上，压背装置包括机械臂、机械臂控制模组、升降模组、压背板和压力传感器，压背装置通过通信模块与所述查情处理器连接；
机械臂的一端固定于查情车上，机械臂控制模组控制机械臂和升降模组动作，以使得位于机械臂另一端的压背板按压待测母猪的背部。
压力传感器的探头设置于压背板的内侧，在压背板按压待测母猪的背部的情况下，获取反馈压力并发送至机械臂控制模组；机械臂控制模组存储反馈压力，并按照预设采样周期通过所述通信模块发送给查情处理器，以供查情处理器生成反馈压力曲线。
需要说明的是，在将压背装置安装于查情车的情况下，在查情车上设置有用于对喷头14的姿态进行调整的机械臂，且具有控制压背板的姿态的机械臂。
机械臂，主要包括：驱动电机、底座、第一子臂、第二子臂、第三子臂。电机固定安装于车身内部，机械臂底座固接于电机轴，第一子臂下侧与底座铰接，第一子臂上侧与第二子臂下侧铰接，第二子臂上侧与第三子臂下侧连接，第三子臂的上侧连接压背板或者喷头。整个机械臂通过舵机13控制转动，舵机与控制器电性连接。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，上述查情处理器可以装设与查情车内，或者将查情处理器布设于远端控制室内。
在将查情处理器布设于远端控制室时，由机械臂控制模组将实时采集到的反馈压力通过通信模块采用无线通信的方式发送给查情处理器，以供其生成反馈压力曲线。
下面结合本发明提供的母猪查情系统，简述其工作的流程：
查情车静止时，停止在在充电桩处通过充电接口5外接充电桩进行充电。
在执行查情作业前，查情车先开机自检、并调试其上的各相关设备是否可以正常工作。
在自检调试结束后，从注药口10添加准备好的诱情信息素至药箱。
查情车开机后，查情人员可从数据库中选择品种合适的公猪全息影像以及对应品种的多组公猪发情叫声，以适应多种母猪品种的查情需求，并重置机械臂等作业状态。
然后，遥控查情车至工作区域，由查情人员依据猪舍过道两侧的查情需求判断并开启对应侧的查情设备。
在查情车执行查情过程中，利用扬声器2持续播放公猪发情叫声，并利用全息投影仪1投放公猪全息影像，同时保持视觉传感器12全程开启状态。
查情人员遥控查情车至待待测母猪的栏位处，由视觉传感器12检测到母猪口鼻位置后，自动开启相应机械臂以移动喷头14朝向母猪口鼻位置，然后开启喷头电磁阀，以配合着间断性喷洒诱情信息素。
一般来说，每头母猪需喷洒2-3次，每次喷洒时长为1-3秒，喷洒间隔为2秒。
同时，压背装置自动识别待测母猪的背部，并开始跟随运动。配合着公猪发情叫声与公猪影像信息，压背装置所对应的机械臂开始向下移动，通过压背板按压待测母猪的猪身，通过采集反馈压力，绘制出反馈压力曲线，以根据所绘制的反馈压力曲线初步给出待测母猪的发情状态。
可选地，可以在查情车上配置一个显示器5，能实时的显示出对待测母猪的查情结果，包括“发情”和“未发情”两种，以供平台记录。
本发明提供的母猪查情系统，利用公猪全息影像、诱情信息素以及公猪发情叫声相融合，通过采集待测母猪的压背反馈压力，构建反馈压力曲线，以实现对其发情状态的判断，从视觉、嗅觉、听觉和触觉等多方面刺激母猪发情，而不使用真实公猪，很大程度上减少了控制公猪的查情人员数量，且避免了公猪与母猪直接接触以及各栏母猪间接接触，降低病毒传播可能性，有效地提高了检测的精度和检测效率。
图9是本发明提供的电子设备的结构示意图，如图9所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)910、通信接口(Communications Interface)920、存储器(memory)930和通信总线940，其中，处理器910，通信接口920，存储器930通过通信总线940完成相互间的通信。处理器910可以调用存储器930中的逻辑指令，以执行母猪查情方法，该方法包括：采集待测母猪的连续多帧面部图像；在根据所述连续多帧面部图像，确定所述待测母猪的口鼻处姿态稳定的情况下，将诱情信息素喷洒至所述待测母猪的口鼻处；在所述待测母猪的视线范围内，展示公猪全息影像；利用压背板持续按压所述待测母猪的背部，以获取反馈压力曲线；基于所述反馈压力曲线，确定所述待测母猪的发情状态。
此外，上述的存储器930中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的母猪查情方法，该方法包括：采集待测母猪的连续多帧面部图像；在根据所述连续多帧面部图像，确定所述待测母猪的口鼻处姿态稳定的情况下，将诱情信息素喷洒至所述待测母猪的口鼻处；在所述待测母猪的视线范围内，展示公猪全息影像；利用压背板持续按压所述待测母猪的背部，以获取反馈压力曲线；基于所述反馈压力曲线，确定所述待测母猪的发情状态。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的母猪查情方法，该方法包括：采集待测母猪的连续多帧面部图像；在根据所述连续多帧面部图像，确定所述待测母猪的口鼻处姿态稳定的情况下，将诱情信息素喷洒至所述待测母猪的口鼻处；在所述待测母猪的视线范围内，展示公猪全息影像；利用压背板持续按压所述待测母猪的背部，以获取反馈压力曲线；基于所述反馈压力曲线，确定所述待测母猪的发情状态。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述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所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种母猪查情方法，其特征在于，包括：
采集待测母猪的连续多帧面部图像；
在根据所述连续多帧面部图像，确定所述待测母猪的口鼻处姿态稳定的情况下，将诱情信息素喷洒至所述待测母猪的口鼻处；
在所述待测母猪的视线范围内，展示公猪全息影像；
利用压背板持续按压所述待测母猪的背部，以获取反馈压力曲线；
基于所述反馈压力曲线，确定所述待测母猪的发情状态。
2.根据权利要求1所述的母猪查情方法，其特征在于，在利用压背板按压所述待测母猪的背部之前，还包括：
播放与所述待测母猪相关品种的公猪发情叫声。
3.根据权利要求1所述的母猪查情方法，其特征在于，在根据所述连续多帧面部图像，确定所述待测母猪的口鼻处姿态稳定的情况下，将诱情信息素喷洒至所述待测母猪的口鼻处，包括：
依次将每帧面部图像输入至目标检测模型，以获取所述目标检测模型输出的与所述面部图像对应的口鼻部位识别图像；
比较相邻两帧口鼻部位识别图像的相似度；
若连续多个相似度均大于预设阈值，则确定所述待测母猪的口鼻处姿态稳定；
将诱情信息素喷洒至所述待测母猪的口鼻处。
4.根据权利要求1所述的母猪查情方法，其特征在于，所述基于所述反馈压力曲线，确定所述待测母猪的发情状态，包括：
根据所述反馈压力曲线，确定每个时间点的反馈压力；
若在预设时长内，所述反馈压力的压力最大值与压力最小值之间的差值小于预设变化量，则确定所述待测母猪处于发情阶段。
5.根据权利要求1所述的母猪查情方法，其特征在于，在基于所述反馈压力曲线，确定所述待测母猪的发情状态之后，还包括：
获取所述待测母猪的身份标识；
基于所述身份标识，将所述发情状态存储至所述待测母猪的管理档案中。
6.一种母猪查情装置，其特征在于，包括：图像采集单元、喷洒控制单元、播放控制单元、压力检测单元和状态判断单元；
图像采集单元用于采集待测母猪的连续多帧面部图像；
在根据所述连续多帧面部图像，确定所述待测母猪的口鼻处姿态稳定的情况下，所述喷洒控制单元用于控制喷洒装置将诱情信息素喷洒至所述待测母猪的口鼻处；
所述播放控制单元用于控制全息投影仪在所述待测母猪的视线范围内，展示公猪全息影像；
所述压力检测单元用于控制压背装置持续按压所述待测母猪的背部，以获取反馈压力曲线；
所述状态判断单元用于基于所述反馈压力曲线，确定所述待测母猪的发情状态。
7.一种母猪查情系统，其特征在于，包括：查情车、压背装置和查情处理器；
所述查情车包括车身本体、设置在所述车身本体上的电控模块、视觉传感器、喷洒装置和全息投影仪；
所述视觉传感器、喷洒装置、全息投影仪分别与所述电控模块通信连接，所述电控模块与所述查情处理器通信连接；
所述查情处理器包括存储器及存储在所述存储器上并可在所述查情处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述查情处理器执行时执行如权利要求1至5任一项所述母猪查情方法的步骤。
8.根据权利要求7所述的母猪查情系统，其特征在于，所述压背装置包括固设在猪舍顶部的轨道、机械臂、机械臂控制模组、升降模组、压背板和压力传感器；
所述压背装置通过通信模块与所述查情处理器连接；
所述机械臂控制模组控制所述机械臂在所述轨道上行走，并控制所述机械臂和所述升降模组动作，以使得位于所述机械臂另一端的压背板按压所述待测母猪的背部；
所述压力传感器的探头设置于所述压背板的内侧，在所述压背板按压所述待测母猪的背部的情况下，获取反馈压力并发送至所述机械臂控制模组；
所述机械臂控制模组存储所述反馈压力，并按照预设采样周期通过所述通信模块发送给所述查情处理器。
9.根据权利要求7所述的母猪查情系统，其特征在于，所述压背装置包括机械臂、机械臂控制模组、升降模组、压背板和压力传感器；
所述压背装置通过通信模块与所述查情处理器连接；
所述机械臂的一端固定于所述查情车上，所述机械臂控制模组控制所述机械臂和所述升降模组动作，以使得位于所述机械臂另一端的压背板按压所述待测母猪的背部；
所述压力传感器的探头设置于所述压背板的内侧，在所述压背板按压所述待测母猪的背部的情况下，获取反馈压力并发送至所述机械臂控制模组；
所述机械臂控制模组存储所述反馈压力，并按照预设采样周期通过所述通信模块发送给所述查情处理器。
10.根据权利要求7所述的母猪查情系统，其特征在于，所述查情处理器装设于所述查情车内，或所述查情处理器布设于远端控制室内。
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