CN114403089A - 基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法、装置及系统 - Google Patents

基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法、装置及系统，包括：获取待测禽蛋的太赫兹时域波形信息，以根据太赫兹时域波形信息，计算待测禽蛋的理论蛋壳厚度；识别待测禽蛋的种类，以根据种类确定相应的拟合校正模型；将理论蛋壳厚度输入至拟合校正模型，以获取由拟合校正模型输出的实际蛋壳厚度；根据实际蛋壳厚度，制定饲料营养调配策略，以基于饲料营养调配策略对目标蛋禽进行饲喂。本发明利用无电离辐射、无损伤、反射式的太赫兹波对禽蛋的蛋壳厚度进行检测，并利用拟合校正模型对检测到的理论蛋壳厚度进行修正，为实现精准饲喂和蛋品检测提供了数据支持，精简了人力、物力的投入，且检测效率和检测精度都得到了有效地提升。

Description

基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及智能装备与自动化检测技术领域，尤其涉及一种基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法、装置及系统。
背景技术
蛋壳厚度代表蛋壳的坚固程度，是评价蛋类品质的重要指标。蛋壳越厚，蛋的破损率越低，便于运输，减少经济损失。通过调整蛋禽的饲料营养配比，能够一定程度上影响其生产的禽蛋的蛋壳厚度，因此，通过对蛋壳厚度的监测，以对应调整蛋禽的饲料营养配比，对于蛋禽科学化养殖有着重要指导意义。
现有的蛋壳测厚方法中，普遍采用污染性的盐水比重法，即将蛋放入不同浓度的盐水中，根据盐水比重不同，间接推算蛋壳厚度；或者个破坏性方法即螺旋测微仪和蛋壳厚度测定仪来测定。
另外现的测厚方法，还基于近红外光谱分别利用判别偏最小二乘模型和最小二乘支持向量机模型对禽蛋厚度进行判别分析，以将禽蛋壳厚度分为低厚度、中等厚度、高厚度三类，故只是对禽蛋厚度进行分类判别，没有进行定量回归，不能准确检测禽蛋厚度。
有鉴于此，亟需提供一种高效率、无破坏性的禽蛋厚度测量方法，以降低测厚的劳动强度，提升测厚的精度，进而能够精确指导对各批次蛋禽的精准饲喂。
发明内容
本发明提供一种基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法、装置及系统，用以解决现有技术中需要破坏性检测或不能定量测量的缺陷。
第一方面，本发明提供一种基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，包括：获取待测禽蛋的太赫兹时域波形信息，以根据所述太赫兹时域波形信息，计算所述待测禽蛋的理论蛋壳厚度；所述待测禽蛋是由目标蛋禽生产的；识别所述待测禽蛋的种类，以根据所述种类确定相应的拟合校正模型；将所述理论蛋壳厚度输入至所述拟合校正模型，以获取由所述拟合校正模型输出的实际蛋壳厚度；根据所述实际蛋壳厚度，制定饲料营养调配策略，以基于所述饲料营养调配策略对所述目标蛋禽进行饲喂。
根据本发明提供的一种基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，所述获取所述待测禽蛋的太赫兹时域波形信息，包括：
控制太赫兹检测装置发射太赫兹波束至所述待测禽蛋上，并接收与所述太赫兹波束在所述待测禽蛋的蛋壳表面反射的第一回波波束，以及在所述待测禽蛋的蛋膜层反射的第二回波波束，生成太赫兹时域波形图；
根据所述太赫兹时域波形图，获取所述太赫兹时域波形信息。
根据本发明提供的一种基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，所述第一回波波束所对应的第一飞行时长、所述第二回波波束所对应的第二飞行时长；
根据所述太赫兹时域波形信息，计算所述待测禽蛋的理论蛋壳厚度，包括：
根据所述第一飞行时长和第二飞行时长，结合所述太赫兹波束的入射角、所述太赫兹波束在空气以及蛋壳中的折射率，计算所述理论蛋壳厚度；
所述第一飞行时长为发射所述太赫兹波束至接收到所述第一回波波束的峰位之间的时长；
所述第二飞行时长为发射所述太赫兹波束至接收到所述第二回波波束的峰位之间的时长。
根据本发明提供的一种基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，所述识别待测禽蛋的种类，包括：
获取所述待测禽蛋的图像；
将所述图像输入至分类网络模型，以获取由所述模型输出的所述待测禽蛋的种类；
所述分类网络模型是基于样本图像和所述本图像对应的种类标签训练得到的。
根据本发明提供的一种基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，在根据所述种类确定相应的拟合校正模型之前，还包括：
获取不同种类的禽蛋样本的理论蛋壳厚度，并实际测量每个所述禽蛋样本的实际蛋壳厚度；
将同一种类的每个禽蛋样本所对应的理论蛋壳厚度和实际蛋壳厚度作为一个训练样本，构建一个训练样本集；
利用所述训练样本集对预先构建的校正模型进行预训练，获取所述同一种类的禽蛋相应的拟合校正模型。
根据本发明提供的一种基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，在获取由所述拟合校正模型输出的实际蛋壳厚度之后，还包括：
获取所述实际蛋壳厚度与所述待测禽蛋的厚度参考值之间的差值绝对值；
若所述差值绝对值大于最大偏差阈值，则确定所述待测禽蛋为异常禽蛋。
根据本发明提供的一种基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，
所述根据所述实际蛋壳厚度，制定饲料营养调配策略，以基于所述饲料营养调配策略对所述目标蛋禽进行饲喂，包括：
根据所述目标蛋禽所生产的同一批次多个禽蛋的实际蛋壳厚度，计算平均蛋壳厚度；
获取与所述批次相关的饲喂参数；
根据所述平均蛋壳厚度和所述饲喂参数，制定所述饲料营养调配策略；
控制配料单元执行所述饲料营养调配策略，以调配对应的饲料，对所述目标蛋禽进行饲喂；
所述饲喂参数包括禽类品种、周龄、气温中的至少一种。
第二方面，本发明还提供一种基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂装置，包括：厚度计算单元，用于获取待测禽蛋的太赫兹时域波形信息，以根据所述太赫兹时域波形信息，计算所述待测禽蛋的理论蛋壳厚度；所述待测禽蛋是由目标蛋禽生产的；模型调用单元，用于识别所述待测禽蛋的种类，以根据所述种类确定相应的拟合校正模型；厚度校正单元，用于将所述理论蛋壳厚度输入至所述拟合校正模型，以获取由所述拟合校正模型输出的实际蛋壳厚度；饲喂控制单元，用于根据所述实际蛋壳厚度，制定饲料营养调配策略，以基于所述饲料营养调配策略对所述目标蛋禽进行饲喂。
第三方面，本发明提供一种基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂系统，包括：计算机、太赫兹检测装置、机架、用于输送禽蛋的传送带；所述机架固定所述太赫兹检测装置与所述传送带的正上方；
还包括存储器及存储在所述存储器上并可在所述计算机上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述计算机执行时执行如上述任一项所述基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂步骤；
所述太赫兹检测装置包括太赫兹发射器，和与所述太赫兹发射器对应设置的太赫兹接收器；在所述太赫兹发射器和所述太赫兹接收器的光路上设置有透镜；
所述太赫兹检测装置与所述计算机通信连接，所述计算机用于根据所述太赫兹检测装置上传的待测禽蛋的太赫兹时域波形信息，确定所述待测禽蛋的实际蛋壳厚度。
根据本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂系统，还包括：拍摄装置和接近传感器；
所述拍摄装置用于获取所述待测禽蛋的图像，并将所述图像上传至所述计算机，以供所述计算机根据所述图像确定所述待测禽蛋的种类；
所述接近传感器设置在所述传送带的一侧，在位于所述传送带的待测禽蛋到达所述太赫兹检测装置的正下方时，输出接近信号至所述计算机，以供所述计算机响应所述接近信号控制所述传送带停止运转，直至获取到所述待测禽蛋的太赫兹时域波形信息为止。
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基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法的步骤。
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基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法的步骤。
本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法、装置及系统，利用无电离辐射、无损伤、反射式的太赫兹波对禽蛋的蛋壳厚度进行检测，并利用拟合校正模型对检测到的理论蛋壳厚度进行修正，为实现精准饲喂和蛋品检测提供了数据支持，精简了人力、物力的投入，且检测效率和检测精度都得到了有效地提升。
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是本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法流程示意图之一；
图2是本发明提供的一种太赫兹时域波形示意图；
图3是本发明提供的蛋壳厚度检测原理示意图；
图4是本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法流程示意图之二；
图5是本发明提供的根据蛋壳厚度制定营养调配策略的流程示意图；
图6是本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂装置结构示意图；
图7是本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂系统结构示意图；
图8是本发明提供的电子设备的结构示意图；
其中，附图标记为：
1：传送带；2：机架；3：太赫兹发射器；4：太赫兹接收器；5：计算机；6：第一透镜；7：第二透镜。
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8描述本发明实施例所提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法、装置及系统。
本发明所提供的于太赫兹波束测量蛋壳厚度的方法的执行主体可以是计算机，该计算机可以设置于检测现场，也可以设置在远程控制室。
图1是本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法的流程示意图之一，如图1所示，包括但不限于以下步骤：
步骤101：获取待测禽蛋的太赫兹时域波形信息，以根据所述太赫兹时域波形信息，计算所述待测禽蛋的理论蛋壳厚度。
所述待测禽蛋是由目标蛋禽生产的。
本发明通过调整太赫兹装置的出射光束的方向，并按照预先设置的太赫兹波束频率，发射太赫兹波束至待测禽蛋的表面，其中入射点最好为待测禽蛋的中心区域。
太赫兹波束入射至待测禽蛋上，在其蛋壳表面会发生首次反射和折射，折射光在其蛋壳层继续传播，直至到达蛋膜层(即蛋壳层与蛋清层的交界膜)。由于介质密度的变化，波束会在蛋膜层再次发生反射和折射，此时反射的波束会再次穿透蛋壳层，并透过蛋壳层折射进入空气。
本发明所提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，利用太赫兹接收器采集首次反射回来以及透过但可曾折射进入空气的相关波束，绘制出太赫兹时域波形图。
进一步地，可以根据太赫兹时域波形图，获取到太赫兹时域波形信息。然后，可以根据波束的传播性质和传播理论，通过反射式单点检测计算出待测禽蛋的理论蛋壳厚度。
其中，上述禽蛋的种类包括不限于禽蛋、鸟蛋、鸭蛋或者鹅蛋等，对此本发明不作具体的限定。
步骤102：识别所述待测禽蛋的种类，以根据所述种类确定相应的拟合校正模型。
由于理论蛋壳厚度并未考虑到光束在蛋壳层以及空气中的衰减等影响厚度计算的因素，往往会导致理论蛋壳厚度与实际蛋壳厚度之间存在一定的误差。
加之，不同种类禽蛋的蛋壳的密度、大小、蛋壳弧度等存在差异，均会一定程度上影响波束的传播路径，从而影响最终计算出的理论蛋壳厚度的精度；相对来说，同一种类禽蛋的上述影响因素大致上相同。
有鉴于此，本发明预先采用试验的方式，根据出同一种类的禽蛋在类似测量条件下的理论蛋壳厚度与实际蛋壳厚度之间的误差，对预先构建的拟合校正模型进行训练，直至训练得到的拟合校正模型的拟合相关系数大于预设阈值(如0.9)为止。
分别获取到每一种类禽蛋所对应的训练后的拟合校正模型，如：禽蛋相关的拟合校正模型、鸭蛋相关的拟合校正模型等，并将所有的拟合校正模型存储至计算机中。
在确定待测禽蛋的种类之后，如：确定待测禽蛋的种类为禽蛋之后，则确定用于实现对理论蛋壳厚度进行误差修正的拟合校正模型为禽蛋相关的拟合校正模型。
步骤103：将所述理论蛋壳厚度输入至所述拟合校正模型，以获取由所述拟合校正模型输出的实际蛋壳厚度。
进一步地，将理论蛋壳厚度输输入至对应的厚度校正模型，以利用厚度校正模型对厚度误差进行校正，输出待测禽蛋的实际蛋壳厚度，能进一步提高蛋壳厚度的测量精度。
步骤104，根据所述实际蛋壳厚度，制定饲料营养调配策略，以基于所述饲料营养调配策略对所述目标蛋禽进行饲喂。
由于蛋壳厚度是蛋类品质的重要指标，通过将饲喂给蛋禽的饲料进行成分配比调整，能够使得蛋禽所生产出的禽蛋的蛋壳厚度发生一定程度的变化。有鉴于此，作为一种实际场景中的运用，本发明可以根据所检测到的禽蛋的蛋壳厚度，判断当前的饲料营养是否合适。若蛋壳厚度不在预设的蛋壳合理厚度范围内，则说明需要重新制定饲料营养调配策略，以调整当前的饲料各成分的配比。
其中，饲料营养调配策略的制定可以结合所检测到的禽蛋的蛋壳厚度、以及生产该批次禽蛋的蛋禽的周龄、当前气温等因素综合确定，对此本发明不作具体的奠定。
可选地，在根据制定的饲料营养调配策略对目标蛋禽进行饲喂之后，可以间隔一段时间后，重新检测调整后所相关蛋禽所生产的禽蛋的蛋壳厚度，以验证调整效果，并根据验证结果，适当的对饲料营养调配策略进行微调整。
本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，利用无电离辐射、无损伤、反射式的太赫兹波对禽蛋的蛋壳厚度进行检测，并利用拟合校正模型对检测到的理论蛋壳厚度进行修正，为实现精准饲喂和蛋品检测提供了数据支持，精简了人力、物力的投入，且检测效率和检测精度都得到了有效地提升。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述获取所述待测禽蛋的太赫兹时域波形信息，包括：控制太赫兹检测装置发射太赫兹波束至所述待测禽蛋上，并接收与所述太赫兹波束在所述待测禽蛋的蛋壳表面反射的第一回波波束，以及在所述待测禽蛋的蛋膜层反射的第二回波波束，生成太赫兹时域波形图；根据所述太赫兹时域波形图，获取所述太赫兹时域波形信息。
图2是本发明提供的一种太赫兹时域波形示意图，如图2所示，太赫兹发射器发射太赫兹波束，经透镜聚焦于待测禽蛋蛋壳上；太赫兹波束在蛋壳表面分别发生反射和折射，太赫兹接收器率先接收此时的第一回波波束，其由发射至被接收的传播时间为图2所示的Tdown。
进一步地，部分太赫兹波束透过蛋壳表面进入蛋壳层，且会发生折射继续传播，到达蛋膜层。太赫兹波束在蛋膜层按一定角度发生反射，并透过蛋壳表面折射，并再次进入空气中，太赫兹接收器接收此时的第二回波波束，其由发射至被接收的传播时间为图2所示的Tup。
太赫兹波束经过上述传播过程，可以根据太赫兹接收器所接收到的波束，生成如图2所示的太赫兹时域波形图，从图2中可以准确的读取出第一回波波束的峰位所对应的时长Tdown以及第二回波波束的峰位所对应的时长Tup。
进一步地，所述太赫兹时域波形信息，包括接收所述第一回波波束所对应的第一飞行时长Tdown、接收所述第二回波波束所对应的第二飞行时长Tup；根据所述太赫兹时域波形信息，计算所述待测禽蛋的理论蛋壳厚度，包括：
根据所述第一飞行时长和第二飞行时长，结合太赫兹波束的入射角、太赫兹波束在空气以及蛋壳中的折射率，计算理论蛋壳厚度。
图3是本发明提供的蛋壳厚度检测原理示意图，根据图3所示，结合波的传播理论，可以通过反射式单点检测，计算理论蛋壳厚度，其计算公式可以为：
Figure BDA0003422260260000111
其中，d为理论蛋壳厚度；c为真空中的光速；n1为蛋壳的折射率；n0为空气的折射率；θi为太赫兹波束的入射角；Tup为第一回波波束的飞行时间；Tdown为第二回波波束的的飞行时间。
本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，从执行的整个流程来看，主要包括模型训练阶段和模型应用阶段。
作为一种可选实施例，在根据所述种类确定相应的拟合校正模型之前，还包括：获取不同种类的禽蛋样本的理论蛋壳厚度，并实际测量每个所述禽蛋样本的实际蛋壳厚度；将同一种类的每个禽蛋样本所对应的理论蛋壳厚度和实际蛋壳厚度作为一个训练样本，构建一个训练样本集；利用所述训练样本集对预先构建的校正模型进行预训练，获取所述同一种类的禽蛋相应的拟合校正模型。
图4是本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法流程示意图之二，如图4所示，在模型训练阶段，预先在传送带的正上方约0.3-0.4m的导轨上安装机架，将太赫兹检测装置固接于机架上，通过传送带输送禽蛋。
当禽蛋样本到达太赫兹检测装置正下方时，传送带停止运转。
利用太赫兹检测装置采集禽蛋样本的太赫兹时域波形信息，采集结束后，计算机5根据采集得到的太赫兹时域波形信息，计算该禽蛋样本的理论蛋壳厚度。
然后，将该禽蛋样本打碎，用螺旋测微仪测量被检测位置的实际蛋壳厚度，将计算的到的理论蛋壳厚度和实际蛋壳厚度成对存储至计算机作为一个训练样本。
迭代执行上述步骤，获取同一种类的多个禽蛋样本所对应的训练样本，构建一个训练样本集。
进一步地，采用上述方法，继续对另一种类的禽蛋样本进行检测和测量，构建另一训练样本集。
由此，可以获取到不同种类禽蛋相应的训练样本集，并均存储至计算机中。
针对任一种类的禽蛋，利用其对应的训练样本集，将其中的每个训练样本的理论禽蛋厚度作为输入，实际禽蛋厚度信息作为输出，对实际蛋壳厚度与理论蛋壳厚度相关的拟合校正模型进行预训练，直到训练后的拟合校正模型的检测精度满足预设要求(如拟合相关系数大于0.9)。
最终，可以建立不同品种禽蛋所对应的不同的拟合校正模型。
需要说明的是，禽蛋在传送带上可以呈随意方向放置，以便于丰富训练样本的特征，进而使得训练好的拟合校正模型，能够对不同放置方向的禽蛋的理论蛋壳厚度进行校正。
完成拟合校正模型的预训练之后，可以执行模型应用阶段，包括：
根据待测禽蛋的种类，首先调取出对应的训练好的拟合校正模型。
作为一种可选实施例，针对同一待测禽蛋，可以采集多组太赫兹时域波形信息；对获取的多组太赫兹时域波形信息进行评价，选取信噪比最高的一组太赫兹时域波形信息，作为目标太赫兹时域波形信息；利用上述实施例中的计算方法计算出其理论蛋壳厚度；将理论蛋壳厚度输入训练完成的拟合校正模型，则可以准确预测出待测禽蛋的实际蛋壳厚度。
作为另一可选实施例，也可以采集多组太赫兹时域波形信息，并分别根据每组太赫兹时域波形信息计算出一个理论蛋壳厚度，并对应地计算出一个实际蛋壳厚度；然后计算所有的实际蛋壳厚度的平均值，作为该待测禽蛋的实际蛋壳厚度。
综上所述，本发明提供的蛋壳厚度测量的方法，克服了现有方式中采用破坏性的进行人工测厚的多种弊端(如人工成本高、测量精度差等)，实现了方便、高效、精确、无破坏性地蛋壳厚度测量。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述识别待测禽蛋的种类，包括：获取所述待测禽蛋的图像；将所述图像输入至分类网络模型，以获取由所述模型输出的所述待测禽蛋的种类；所述分类网络模型是基于样本图像和所述本图像对应的种类标签训练得到的。
本发明可以通过预先构建并训练好的深度学习网络模型，具体为一种分类网络模型来对输入的待测禽蛋的图像特征提取，以输出对应的分类结果，即待测禽蛋的种类。
其中，所述分类网络模型可以采用VGG-16模型，也可以是采用ResNet模型，也可以采用轻量化的MobileNet模型等，对此本发明不作具体的限定。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在获取由所述拟合校正模型输出的实际蛋壳厚度之后，还包括：获取所述实际蛋壳厚度与所述待测禽蛋的厚度参考值之间的差值绝对值；若所述差值绝对值大于最大偏差阈值，则确定所述待测禽蛋为异常禽蛋。
本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法的一个运用场景是，可以通过测量禽蛋的实际蛋壳厚度，来判断被检测的禽蛋的正常与否。
一般来说，异常禽蛋，包括薄壳蛋、软壳蛋、无壳蛋或者存在暗斑的禽蛋，其检测到的蛋壳厚度较之于正常禽蛋的蛋壳厚度都会存在较大的差异。
本发明通过实验的方式计算平均厚度，或者通过先验知识，预先确定不同种类禽蛋的厚度参考值，例如将红皮鸡蛋的厚度参考值设置为0.35毫米、将白皮鸡蛋的厚度参考值设置为0.3毫米、将鸭蛋的厚度参考值设置为0.4毫米等。
需要说明的是，上述禽蛋的厚度参考值的确定还可以根据季节、饲养环境等进行调整，对此本发明不作具体地限定。
在确定了厚度参考值的情况下，每获取到一个待测禽蛋的实际蛋壳厚度之后，计算其与厚度参考值之间的差值绝对值。若该差值绝对值大于最大偏差阈值或者小于最小偏差阈值，即说明待测禽蛋的蛋壳厚度是异常的，如：在待测禽蛋的厚度参考值为0.3毫米的情况下，若检测得到的实际蛋壳厚度为0.4毫米，其差值为0.1毫米，大于最大偏差阈值0.06毫米，则确定该待测禽蛋为异常禽蛋。
本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，能通过检测到的禽蛋的蛋壳厚度，实现对于鸡蛋品质的自动化检测，为标准化禽蛋出品提供了一个检测途径，检测精度高且有效地节省人力投入。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在获取由所述拟合校正模型输出的实际蛋壳厚度之后，还包括：根据同一批次的多个禽蛋的实际蛋壳厚度，计算平均蛋壳厚度；获取与所述批次相关的饲喂参数；根据所述平均蛋壳厚度和所述饲喂参数，制定饲料营养调配策略；控制配料单元执行所述饲料营养调配策略，以调配对应的饲料；所述饲喂参数包括禽类品种、周龄、气温中的至少一种。
本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法的一个运用场景是，可以通过测量禽蛋的实际蛋壳厚度，为精准化饲喂提供数据支持。
具体来说，针对任一禽类品种，本发明可以通过对每一批次的禽蛋蛋壳厚度的检测，借助统计分析的原理，通过分析实际蛋壳厚度情况，并结合气温变化、周龄等饲喂参数，给出各参数对蛋壳厚度的影响比重，并给出相应的饲料营养调配策略，以确保蛋壳厚度在合理厚度范围内。
图5是本发明提供的根据蛋壳厚度制定营养调配策略的流程示意图，如图5所示，首先对执行上述基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法的检测单元初始化，然后控制可见光相机拍摄待测禽蛋的图像，并利用预先构建的分类网络模型提取该图像的蛋类特征，如颜色特征、形状特征、大小特征、但表面的花纹特征等，以根据提取的特征，完成对禽蛋品种的分类，即确定待测禽蛋的品种，以根据上述实施例的方法完成对其蛋壳厚度的检测，获取其实际蛋壳厚度。
需要说明的是，本发明可将位于现场的检测单元与远端云平台连接。工作时，检测单元采集待测禽蛋的图像以及太赫兹时域波形信息，然后将采集到的相关数据传送至远端云平台，远端云平台对太赫兹时域波形信息进行计算，得出该待测禽蛋的实际蛋壳厚度信息，并将检测结果反馈至笔记本电脑、台式机、手机等客户端上，客户可实时查询该待测禽蛋的蛋壳厚度信息。
进一步地，客户终端如现场计算机在获取到待测禽蛋的实际蛋壳厚度之后，根据待测禽蛋所属的品种，调取相应品种的厚度参考值，并通过实际蛋壳厚度与厚度参考值的比对结果判断该待测禽蛋是否合格。
基于上述方式，可以采用批次抽样的方式，或者对一个批次的所有禽蛋逐一检测的方式，获取到该批次禽蛋的蛋壳厚度整体检测结果，若整体检测结果是达标的，则不对当前饲喂所采用的饲料营养调配方式进行调整。若整体检测结果是不达标的，则结合近段时间的气温、周龄、禽类品种和营养变化情况等饲喂参数的分析，给出各参数的影响比重，最后制定出饲料营养调配策略，以改善当前蛋壳厚度异常的问题。
本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，可以实现蛋壳厚度影响程度的自主判断，从而使饲养人员很快的找到蛋壳厚度不达标的原因，进而完成饲料营养调配，实现动态精准饲喂。
图6是本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂装置结构示意图，如图6所示，主要包括厚度计算单元61、模型调用单元62、厚度校正单元63和饲喂控制单元64，其中：
厚度计算单元61主要用于获取待测禽蛋的太赫兹时域波形信息，以根据所述太赫兹时域波形信息，计算所述待测禽蛋的理论蛋壳厚度；所述待测禽蛋是由目标蛋禽生产的；
模型调用单元62主要用于识别所述待测禽蛋的种类，以根据所述种类确定相应的拟合校正模型；
厚度校正单元63主要用于将所述理论蛋壳厚度输入至所述拟合校正模型，以获取由所述拟合校正模型输出的实际蛋壳厚度；
饲喂控制单元64，主要用于根据所述实际蛋壳厚度，制定饲料营养调配策略，以基于所述饲料营养调配策略对所述目标蛋禽进行饲喂。
需要说明的是，本发明实施例提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂装置，在具体运行时，可以执行上述任一实施例所述的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，对此本实施例不作赘述。
本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂装置，利用无电离辐射、无损伤、反射式的太赫兹波对禽蛋的蛋壳厚度进行检测，并利用拟合校正模型对检测到的理论蛋壳厚度进行修正，为实现精准饲喂和蛋品检测提供了数据支持，精简了人力、物力的投入，且检测效率和检测精度都得到了有效地提升。
图7是本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂系统结构示意图，如图7所示，主要包括：计算机5、太赫兹检测装置、机架2、用于输送禽蛋的传送带1；所述机架2固定所述太赫兹检测装置与所述传送带1的正上方；
还包括存储器及存储在所述存储器上并可在所述计算机上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述计算机执行时执行如上述任一项所述的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂步骤；
所述太赫兹检测装置主要包括太赫兹发射器3，和与所述太赫兹发射器3对应设置的太赫兹接收器4；在所述太赫兹发射器3和所述太赫兹接收器4的光路上分贝设置有第一透镜6和第二透镜7；
所述太赫兹检测装置与所述计算机5通信连接，所述计算机5用于根据所述太赫兹检测装置上传的待测禽蛋的太赫兹时域波形信息，确定所述待测禽蛋的实际蛋壳厚度。
进一步地，本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂系统，还包括：拍摄装置和接近传感器；拍摄装置用于获取待测禽蛋的图像，并将图像上传至计算机5，以供计算机5根据图像确定待测禽蛋的种类。
所述接近传感器设置在传送带1的一侧，在位于传送带1的待测禽蛋到达所述太赫兹检测装置的正下方时，输出接近信号至计算机5，以供计算机5响应所述接近信号控制所述传送带1停止运转，直至获取到所述待测禽蛋的太赫兹时域波形信息为止。
本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂系统，采用传送带将待测禽蛋依次传送至太赫兹检测装置正下方，并利用接近传感器控制待测禽蛋处于固定位置，此时太赫兹发射器3所发射的太赫兹光束正好射入至待测禽蛋的表面，并结合太赫兹接收器进行太赫兹时域波形信息的采集，进而能够采用上述实施例的方式计算出待测禽蛋的实际蛋壳厚度。
进一步地，在计算机5中，自动根据待测禽蛋所属种类的厚度参考值，判断其蛋壳厚度是否合格。
若合格，则控制传送带继续运行，并实施对下一个待测禽蛋的检测。若不合格，则将该待测禽蛋挑选出来，并继续实施对下一个待测禽蛋的检测。
最后，可以根据对挑选出来的所有异常禽蛋的分析，并结合当前检测批次对对应的饲喂参数，包括禽类品种、周龄、气温等，确定造成蛋壳厚度异常的原因，以针对这一原因，给出相应的饲料营养调配策略。执行饲料营养调配策略，并在后期验证饲料调配的效果。
本发明提供的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂系统，利用无电离辐射、无损伤、反射式的太赫兹波对禽蛋的蛋壳厚度进行检测，并利用拟合校正模型对检测到的理论蛋壳厚度进行修正，为实现精准饲喂和蛋品检测提供了数据支持，精简了人力、物力的投入，且检测效率和检测精度都得到了有效地提升。
图8是本发明提供的电子设备的结构示意图，如图8所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(Communications Interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，该方法包括：获取待测禽蛋的太赫兹时域波形信息，以根据太赫兹时域波形信息，计算待测禽蛋的理论蛋壳厚度；识别待测禽蛋的种类，以根据种类确定相应的拟合校正模型；将理论蛋壳厚度输入至拟合校正模型，以获取由拟合校正模型输出的实际蛋壳厚度；根据实际蛋壳厚度，制定饲料营养调配策略，以基于饲料营养调配策略对目标蛋禽进行饲喂。
此外，上述的存储器830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基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，该方法包括：获取待测禽蛋的太赫兹时域波形信息，以根据太赫兹时域波形信息，计算待测禽蛋的理论蛋壳厚度；识别待测禽蛋的种类，以根据种类确定相应的拟合校正模型；将理论蛋壳厚度输入至拟合校正模型，以获取由拟合校正模型输出的实际蛋壳厚度；根据实际蛋壳厚度，制定饲料营养调配策略，以基于饲料营养调配策略对目标蛋禽进行饲喂。
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基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，该方法包括：获取待测禽蛋的太赫兹时域波形信息，以根据太赫兹时域波形信息，计算待测禽蛋的理论蛋壳厚度；识别待测禽蛋的种类，以根据种类确定相应的拟合校正模型；将理论蛋壳厚度输入至拟合校正模型，以获取由拟合校正模型输出的实际蛋壳厚度；根据实际蛋壳厚度，制定饲料营养调配策略，以基于饲料营养调配策略对目标蛋禽进行饲喂。
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)

1.一种基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，其特征在于，包括：
获取待测禽蛋的太赫兹时域波形信息，以根据所述太赫兹时域波形信息，计算所述待测禽蛋的理论蛋壳厚度；所述待测禽蛋是由目标蛋禽生产的；
识别所述待测禽蛋的种类，以根据所述种类确定相应的拟合校正模型；
将所述理论蛋壳厚度输入至所述拟合校正模型，以获取由所述拟合校正模型输出的实际蛋壳厚度；
根据所述实际蛋壳厚度，制定饲料营养调配策略，以基于所述饲料营养调配策略对所述目标蛋禽进行饲喂。
2.根据权利要求1所述的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，其特征在于，所述获取所述待测禽蛋的太赫兹时域波形信息，包括：
控制太赫兹检测装置发射太赫兹波束至所述待测禽蛋上，并接收与所述太赫兹波束在所述待测禽蛋的蛋壳表面反射的第一回波波束，以及在所述待测禽蛋的蛋膜层反射的第二回波波束，生成太赫兹时域波形图；
根据所述太赫兹时域波形图，获取所述太赫兹时域波形信息。
3.根据权利要求2所述的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，其特征在于，所述第一回波波束所对应的第一飞行时长、所述第二回波波束所对应的第二飞行时长；
根据所述太赫兹时域波形信息，计算所述待测禽蛋的理论蛋壳厚度，包括：
根据所述第一飞行时长和第二飞行时长，结合所述太赫兹波束的入射角、所述太赫兹波束在空气以及蛋壳中的折射率，计算所述理论蛋壳厚度；
所述第一飞行时长为发射所述太赫兹波束至接收到所述第一回波波束的峰位之间的时长；
所述第二飞行时长为发射所述太赫兹波束至接收到所述第二回波波束的峰位之间的时长。
4.根据权利要求1所述的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，其特征在于，所述识别待测禽蛋的种类，包括：
获取所述待测禽蛋的图像；
将所述图像输入至分类网络模型，以获取由所述模型输出的所述待测禽蛋的种类；
所述分类网络模型是基于样本图像和所述本图像对应的种类标签训练得到的。
5.根据权利要求1所述的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，其特征在于，在根据所述种类确定相应的拟合校正模型之前，还包括：
获取不同种类的禽蛋样本的理论蛋壳厚度，并实际测量每个所述禽蛋样本的实际蛋壳厚度；
将同一种类的每个禽蛋样本所对应的理论蛋壳厚度和实际蛋壳厚度作为一个训练样本，构建一个训练样本集；
利用所述训练样本集对预先构建的校正模型进行预训练，获取所述同一种类的禽蛋相应的拟合校正模型。
6.根据权利要求1所述的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，其特征在于，在获取由所述拟合校正模型输出的实际蛋壳厚度之后，还包括：
获取所述实际蛋壳厚度与所述待测禽蛋的厚度参考值之间的差值绝对值；
若所述差值绝对值大于最大偏差阈值，则确定所述待测禽蛋为异常禽蛋。
7.根据权利要求1所述的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法，其特征在于，所述根据所述实际蛋壳厚度，制定饲料营养调配策略，以基于所述饲料营养调配策略对所述目标蛋禽进行饲喂，包括：
根据所述目标蛋禽所生产的同一批次多个禽蛋的实际蛋壳厚度，计算平均蛋壳厚度；
获取与所述批次相关的饲喂参数；
根据所述平均蛋壳厚度和所述饲喂参数，制定所述饲料营养调配策略；
控制配料单元执行所述饲料营养调配策略，以调配对应的饲料，对所述目标蛋禽进行饲喂；
所述饲喂参数包括禽类品种、周龄、气温中的至少一种。
8.一种基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂装置，其特征在于，包括：
厚度计算单元，用于获取待测禽蛋的太赫兹时域波形信息，以根据所述太赫兹时域波形信息，计算所述待测禽蛋的理论蛋壳厚度；所述待测禽蛋是由目标蛋禽生产的；
模型调用单元，用于识别所述待测禽蛋的种类，以根据所述种类确定相应的拟合校正模型；
厚度校正单元，用于将所述理论蛋壳厚度输入至所述拟合校正模型，以获取由所述拟合校正模型输出的实际蛋壳厚度；
饲喂控制单元，用于根据所述实际蛋壳厚度，制定饲料营养调配策略，以基于所述饲料营养调配策略对所述目标蛋禽进行饲喂。
9.一种基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂系统，其特征在于，包括：计算机、太赫兹检测装置、机架、用于输送禽蛋的传送带；所述机架固定所述太赫兹检测装置与所述传送带的正上方；
还包括存储器及存储在所述存储器上并可在所述计算机上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述计算机执行时执行如权利要求1至7任一项所述基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂方法的步骤；
所述太赫兹检测装置包括太赫兹发射器，和与所述太赫兹发射器对应设置的太赫兹接收器；在所述太赫兹发射器和所述太赫兹接收器的光路上设置有透镜；
所述太赫兹检测装置与所述计算机通信连接，所述计算机用于根据所述太赫兹检测装置上传的待测禽蛋的太赫兹时域波形信息，确定所述待测禽蛋的实际蛋壳厚度。
10.根据权利要求9所述的基于太赫兹测量蛋壳厚度的蛋禽饲喂系统，其特征在于，还包括：拍摄装置和接近传感器；
所述拍摄装置用于获取所述待测禽蛋的图像，并将所述图像上传至所述计算机，以供所述计算机根据所述图像确定所述待测禽蛋的种类；
所述接近传感器设置在所述传送带的一侧，在位于所述传送带的待测禽蛋到达所述太赫兹检测装置的正下方时，输出接近信号至所述计算机，以供所述计算机响应所述接近信号控制所述传送带停止运转，直至获取到所述待测禽蛋的太赫兹时域波形信息为止。
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