CN115918569A - 一种畜牧业统计监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及畜牧养殖领域，特别涉及一种畜牧业统计监测系统，包括光电开关，所述光电开关用于对通过光电开关的牲畜进行计数，并生成第一计数信号，还包括：计数模块：包括计数通道，所述计数通道用于容纳牲畜通过，所述光电开关固定在计数通道内部，所述计数通道宽度可调节，且计数通道宽度最大值不超过牲畜体宽的2倍；图像获取模块：所述图像获取模块用于获取计数通道中牲畜的图像信息/视频信息；所述图像信息/视频信息至少包括牲畜进入光电开关前、牲畜进入光电开关中的信息；数据处理模块：所述数据处理模块用于获取图像信息/视频信息，并对图中的像素点进行聚类，完成对牲畜的轮廓提取；解决了因牲畜尾随过卡导致计数不准确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及畜牧养殖领域，特别涉及一种畜牧业统计监测系统。
背景技术
畜牧通过人工饲养已经被我们人类人工饲养驯化的动物，比如牛羊猪等等，通过饲养获取肉、蛋、奶、羊毛、山羊绒、皮张、蚕丝和药材等畜产品，畜牧是农业的重要组成部分，与种植业并列为农业生产的两大支柱，在畜牧业肉类产品中，中国的畜种结构与世界畜种结构基本一致，按照比重从高到低排序都是猪肉、禽肉、牛肉、羊肉。但是，在中国肉类总产量中猪肉产量占有65%的比重，远高于其他畜种的比重，在大规模的畜牧养殖中，庞大的养殖个体数量的统计是一个难以解决的问题，数量统计的不精确会带来极大的管理负担和且经济损失，以猪场养殖为例，猪场经营的成败，取决于平均每头母猪年提供仔猪头数和年贡献商品猪头数，母猪正常发情和适时配种是养母猪成败的关键，一个万头猪场的母猪养殖量大概在500头，在此等数量集下，养殖人员很难对每一头猪的发情状态进行识别，进而出现误识别或漏识别都有可能带来造成极大的损失。
专利号为201810049114.3的发明专利公开了一种畜牧业统计监测系统，包括底板，所述底板的顶部固定连接有养殖棚本体，所述底板的顶部且位于养殖棚本体的一侧固定连接有U型通行架，所述U型通行架内壁的两侧之间通过轴承转动连接有旋转轴，且旋转轴的两端的外表面均套设有蜗杆套筒，所述旋转轴位于两个蜗杆套筒之间的外表面套设第一锥齿轮，涉及畜牧业统计监测技术领域。该畜牧业统计监测系统，大大方便了养殖人员对牛羊回棚数量的统计，很好地避免了出现统计错误的情况发生，无需养殖人员花费大量的时间来对回棚的牛羊进行点数统计，减轻了养殖人员的工作负担，提高了养殖人员的工作效率，实现了既快速又准确地对回棚的牛羊进行自动点数统计。
上述技术在牲畜有序地进入到养殖棚的情况下能够完成计数工作，但是如果养殖的牲畜秩序性不强或者脾气暴躁，可能存在不止一头牲畜同时通过U形通行架，或后来牲畜紧跟前一头牲畜，导致上述技术中通过光电感应进行自动计数的装置仅能收集到一个遮挡信号，从而导致计数出现误差。为了减少人工观察的误差，现需要一种技术能够完成对母猪数量的准确计数，同时还能筛选出其中的发情母猪。
发明内容
本发明提供了一种畜牧业统计监测系统，能够解决因牲畜尾随过卡导致计数不准确的问题。
为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
一种畜牧业统计监测系统，包括光电开关，所述光电开关用于对通过光电开关的牲畜进行计数，并生成第一计数信号，还包括：
计数模块：包括计数通道，所述计数通道用于容纳牲畜通过，所述光电开关固定在计数通道内部，所述计数通道宽度可调节，且计数通道宽度最大值不超过牲畜体宽的2倍；
图像获取模块：所述图像获取模块用于获取计数通道中牲畜的图像信息/视频信息；所述图像信息/视频信息至少包括牲畜进入光电开关前、牲畜进入光电开关中的信息；
数据处理模块：所述数据处理模块用于获取图像信息/视频信息，并对图中的像素点进行聚类，完成对牲畜的轮廓提取；数据处理模块针分析光电开关附近牲畜的轮廓，在牲畜进入光电开关前，若前后两只牲畜的像素点产生交集，且交集处的像素点数量与其中一只牲畜像素点数量的比例超过阈值，则生成第一遮挡信号；在牲畜进入光电开关时，若前后两只牲畜的像素点产生交集，且交集处的像素点数量与其中一只牲畜像素点数量的比例超过阈值，则生成第二遮挡信号；
其中，数据处理模块还实时获取光电开关的第一计数信号，在数据处理模块接收到第一遮挡信号时，对当前的第一计数信号进行锁定；若数据处理模块再接收到第二遮挡信号，且第一计数信号的新增值与实际通过的牲畜数量不匹配，则判定计数漏缺，累加上连续的第二遮挡信号数量，形成新的第一计数信号。
基本原理及有益效果：光电开关（即光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路接通电路，从而检测物体的有无。单只牲畜在通过计数通道时，身体会先遮挡光束，通过后光束恢复正常，从而完成一次计数。计数通道设置的宽度距离不足以让两只猪同时并排通过，图像获取模块获取通道内的图像信息，数据处理模块对牲畜进入光电开关前，光电开关时的图像进行识别分析，针对图像信息/视频信息中，走向光电开关（还未进入）的前后两头牲畜的体位进行轮廓信息识别，若两头牲畜有像素点的交集，且交集的数量超过了阈值，则判定有遮挡，针对进入光电开关前，和进入光电开关时的遮挡，再结合图像或视频中的实际通过数量与光电开光的计数数量进行对比，若光电开关因为遮挡原因，只记录了一个数据，而第二遮挡信号表明有两只及以上的牲畜由于遮挡原因通过光电开关时仅录入了一个信号，导致计数不准，通过第二遮挡信号的个数，在原第一计数信号的基础上进行叠加，完成计数的修正。如果仅采用图像识别完成计数，数据处理模块的计算量需求增大，不利于普及，通过光电开关计数为主，图像检验识别为辅的方法，能够提高计数的精确性，同时成本投入相对于全图像识别的方法更少。如果仅依靠图像识别，那么空间遮挡，动物移动，导致无法准确的识别。本方案仅是指定区域的识别，判断拥挤，更为精确、可靠。
本方案通过光电开关与图像获取模块的结合使用，针对牲畜的数量进行了修正，从而完成了精准的计数，减少了误差的产生，同时也减少了人力清算的时间、体力、精力等成本的投入。采用数据处理模块进行智能化调控，有利于规模化扩展，利于管理。综上，解决了因牲畜尾随过卡导致计数不准确的问题。
进一步，所述牲畜为母猪，所述数据处理模块还用于根据图像信息/视频信息提取母猪耳朵的轮廓信息，若母猪耳朵轮廓呈现出一个向上耸立的尖角，则生成第一发情指标。
有益效果：猪场经营的成败，取决于平均每头母猪年提供仔猪头数和年贡献商品猪头数，母猪正常发情和适时配种是养母猪成败的关键，一个万头猪场的母猪养殖量大概在500头，在此等数量集下，养殖人员很难对每一头猪的发情状态进行识别，进而出现误识别或漏识别都有可能带来造成极大的损失。在对母猪转运的过程中，同时完成对母猪的发情状态识别可以节省饲养人员大量时间和精力。通过图像识别母猪耳朵的状态为耳朵耸立状态时，可以初步筛选出有发情迹象的母猪。
进一步，在母猪朝光电开关行驶的计数通道内还设置有公猪气味剂，所述公猪气味剂用于吸引母猪，所述通道两侧设置有按压传感器，所述按压传感器包括按压开关，电源，保护电阻，电流表，所述电源、按压开关、保护电阻和电流表依次电连接。
有益效果：公猪气味剂是猪的性费洛蒙，处于发情期的母猪在接收到公猪的气味时会产生反应，朝着气味来源靠近，通过公猪气味对母猪的吸引能够，进一步筛选出有发情迹象的母猪。按压传感器设置在通道两侧，在母猪单独通过通道时，体型原因无法同时挤压位于两侧的两个按压传感器，若对立的按压传感器均被触发，即可判断母猪间有挤压产生，能够辅助图像识别。按压传感器表面涂抹公猪气味剂，在单边按压传感器被触发时，获取图像中与按压传感器接触的位置判断，如果是猪的头部，便可判断改只母猪是被公猪气味剂吸引，按压传感器是发情母猪触发，相对于图像信息判断，更为准确。
进一步，在母猪被公猪气味剂吸引后，所述图像获取模块还用于获取母猪的状态特征，所述状态特征包括母猪被吸引前和吸引后的体态变化，若母猪获取到公猪气味剂后保持静止超过阈值时间，则生成第二发情指标；所述图像获取模块还用于获取母猪尾巴的轮廓信息，数据处理模块根据母猪尾巴的轮廓信息构建相同趋势的线条模型，在线条模型朝母猪尾巴的尾尖方向的最后一个拐点处建立坐标系，若尾尖朝向为上，则生成第三发情指标。
有益效果：母猪发情的另一个指标是，处于发情中的母猪尾巴会向上翘，在计数通道内的母猪，一直在朝前走的过程，很有可能后来的母猪脑袋会遮挡住前一母猪的尾巴状态，即图像获取模块捕捉不到前一母猪的尾巴状态，通过公猪吸引剂的设立，如果前一头母猪有发情迹象，它会朝气味的来源方向移动，即它会从原先的运动轨迹上进行偏移，从而产生侧身，拉开了和后面母猪的身位，尾巴状态更容易被图像获取模块捕捉，且母猪在嗅到公猪气味剂后会产生兴奋感，有可能加速朝味道源头走去，进一步拉开了与后面母猪的身位，让尾巴彻底暴露出来被图像获取模块捕捉到。更进一步的判断母猪的发情状态，方便饲养人员针对处理。
进一步，预先提取每头母猪的面部特征信息成立数据库，数据处理模块为每头母猪进行独立编号，在识别到母猪具备发情状态时，将其发情指标保存在对应母猪的编号下。
有益效果：为每头母猪建立图像识别的数据库，数据库内保存有每只母猪的面部特点，方便后续使用时，根据实时画面信息中母猪的脸部特征在数据库内进行实时索引，把捕捉到的实时画面信息中母猪的面部特征进行提取，然后再数据库中进行比对，从而找到与之唯一对应的母猪。然后将观测到的改猪的发情状态保存到该猪的数据库中，方便饲养人员进行对号，知晓每只猪的发情状态。
进一步，将母猪根据发情指标进行分类，针对出现第一发情指标和第二发情指标，但未出现第三发情指标的母猪判定为假发情。
有益效果：假发情的母猪对公猪反应不明显，且尾巴自然下垂或夹着尾巴走路，不符合第二发情指标和第三发情指标，即当母猪出现第一发情指标，但未出现第二发情指标和第三发情指标时，可能存在假发情，针对假发情的母猪及时提醒饲养人员进行关注，预防母猪生殖器疾病，保证母猪的健康。
进一步，还包括温度控制模块，所述温度控制模块用于识别并调节母猪生活环境温度至适宜温度。
有益效果：保证母猪的健康生长，使母猪能够在适宜的温度条件下成长，减少患病可能，提升母猪体质，进而保证新生小猪的健康。
附图说明
图1为一种畜牧业统计监测系统的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例一如附图1所示，
一种畜牧业统计监测系统，包括光电开关，光电开关传感器是利用光束如近红外线和红外线的来检测、判别物体。通过光电装置瞬间发射的微弱光束能被安全可靠的准确的发射和接收。光是一种电磁射波，传递速度约为300000千米/秒，在发射的一瞬间被其接收，使传感器快速响应，发射的光被牲畜遮挡，导致接收不到，光电开关传感器便以光被遮挡的次数作为牲畜的计数标注，为了方便计数的精确性，光电开关设置的高度可调节，且设置高度为牲畜的躯干高度，保证一只牲畜通过后仅能触发一次计数信号，每次光电开关遮挡后都要更新一次计数信号，即生成第一计数信号，还包括：
计数模块：包括计数通道，所述计数通道用于容纳牲畜通过，所述光电开关固定在计数通道内部，所述计数通道宽度可调节，且计数通道宽度最大值不超过牲畜体宽的2倍；计数通道可由栅栏铺设，通道宽度可以根据牲畜的体型进行针对性调整，同时可以铺设多个计数通道，以加快统计的速度。光电开关也可设置在计数通道的多个位置，即可设置多组光电开关，将一定时间内每个光电开关的统计数量进行对比，完成数据的核准，例如在通道内两个不同位置安装光电开关，在一波牲畜经过第一个光电开关后记录第一个数值，在同一波牲畜经过第二个光电开关后记录第二个数值，比较第一个数值和第二个数值，若不同，便进行标注，通过图像获取模块的信息来进行再次核准，保证计数的准确性，如果通过核准后两个光点开关的数值保持一致则核准成功，如果还是存在误差，则将相关时段的数据以及图像交由饲养人员人工复查，完成核准。所述计数通道两侧设置有按压传感器，所述按压传感器包括按压开关，电源，保护电阻，电流表，所述电源、按压开关、保护电阻和电流表依次电连接。
按压开关在没有挤压情况下使得电源不接通电路，在有挤压产生时，短暂接通电路，挤压消失后，按压开关回位，继续断开电路，期间产生的电信号通过蓝牙模块传输至数据处理模块。
图像获取模块：所述图像获取模块用于获取计数通道中牲畜的图像信息/视频信息；所述图像信息/视频信息至少包括牲畜进入光电开关前、牲畜进入光电开关中的信息；
数据处理模块：所述数据处理模块用于获取图像信息/视频信息，并对图中的像素点进行聚类，完成对牲畜的轮廓提取；数据处理模块针分析光电开关附近牲畜的轮廓，在牲畜进入光电开关前，若前后两只牲畜的像素点产生交集，且交集处的像素点数量与其中一只牲畜像素点数量的比例超过阈值，则生成第一遮挡信号；在牲畜进入光电开关时，若前后两只牲畜的像素点产生交集，且交集处的像素点数量与其中一只牲畜像素点数量的比例超过阈值，则生成第二遮挡信号；遮挡比例阈值以10%为准。
其中，数据处理模块还实时获取光电开关的第一计数信号，在数据处理模块接收到第一遮挡信号时，对当前的第一计数信号进行锁定；若数据处理模块再接收到第二遮挡信号，且第一计数信号的新增值与实际通过的牲畜数量不匹配，则判定计数漏缺，原锁定的第一计数信号累加上连续的第二遮挡信号数量，形成新的第一计数信号。
所述牲畜为母猪，母猪发情的症状表现在身体以及行为两方面，发情的母猪外阴部会出现红肿现象，且会流出板色的黏液，耳朵耸立、尾巴向上翘，且在行为上，会出现不停走动、爬栏或者跨在其它母猪身上，自动接近公猪等现象。
所述数据处理模块还用于根据图像信息/视频信息提取母猪耳朵的轮廓信息，通过图像识别技术，若母猪耳朵轮廓呈现出一个向上耸立的尖角，则生成第一发情指标。
在母猪朝光电开关行驶的计数通道内还设置有公猪气味剂，所述公猪气味剂用于吸引母猪。在母猪被公猪气味剂吸引后，所述图像获取模块还用于获取母猪的状态特征，所述状态特征包括母猪被吸引前和吸引后的体态变化，若母猪获取到公猪气味剂后保持静止超过阈值时间，则生成第二发情指标；所述图像获取模块还用于获取母猪尾巴的轮廓信息，数据处理模块根据母猪尾巴的轮廓信息构建相同趋势的线条模型，在线条模型朝母猪尾巴的尾尖方向的最后一个拐点处建立坐标系，若尾尖朝向为上，则生成第三发情指标。
预先提取每头母猪的面部特征信息成立数据库，数据处理模块为每头母猪进行独立编号，在识别到母猪具备发情状态时，将其发情指标保存在对应母猪的编号下。方便饲养人员辨识。
假发情又叫妊娠发情，是母猪受胎后，在下次预定发情期前后1～2天内，仍有轻微的发情表现。这种假发情与真发情不同，其发情表现不明显，一般只有阴户略微肿胀，母猪稍有不安，但食欲下减，且食后能安静地卧下休息；当把母猪轰起时，其尾巴不像真发情母猪那样举起摇晃，而是自然下垂或夹着尾巴走路；假发情的母猪，对公猪的反应不明显，一般都拒绝交配将母猪根据发情指标进行分类，针对出现第一发情指标和第二发情指标，但未出现第三发情指标的母猪判定为假发情。
还包括温度控制模块，所述温度控制模块用于识别并调节母猪生活环境温度至适宜温度。温度控制模块选用可显示温度的空调压缩机，母猪在生产的各个阶段对于温度的需求是不同的，如在母猪后备及妊娠母猪的适宜温度在18℃-21℃。温度控制模块探测到室内环境温度低于或高于此范围值，便启动为室内降温或者升温，使得室内温度恒温在适宜温度区间内。
本方案通过图像识别与光电开关的结合判定，完成了更为精准的统计监测数量，同时通过进一步地对图像中母猪的行为进行识别，完成了对母猪发情与否的判定，节省了大量的人力，物力。
以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (7)
1.一种畜牧业统计监测系统，包括光电开关，所述光电开关用于对通过光电开关的牲畜进行计数，并生成第一计数信号，其特征在于，还包括：
计数模块：包括计数通道，所述计数通道用于容纳牲畜通过，所述光电开关固定在计数通道内部，所述计数通道宽度可调节，且计数通道宽度最大值不超过牲畜体宽的2倍；
图像获取模块：所述图像获取模块用于获取计数通道中牲畜的图像信息/视频信息；所述图像信息/视频信息至少包括牲畜进入光电开关前、牲畜进入光电开关中的信息；
数据处理模块：所述数据处理模块用于获取图像信息/视频信息，并对图中的像素点进行聚类，完成对牲畜的轮廓提取；数据处理模块针分析光电开关附近牲畜的轮廓，在牲畜进入光电开关前，若前后两只牲畜的像素点产生交集，且交集处的像素点数量与其中一只牲畜像素点数量的比例超过阈值，则生成第一遮挡信号；在牲畜进入光电开关时，若前后两只牲畜的像素点产生交集，且交集处的像素点数量与其中一只牲畜像素点数量的比例超过阈值，则生成第二遮挡信号；
其中，数据处理模块还实时获取光电开关的第一计数信号，在数据处理模块接收到第一遮挡信号时，对当前的第一计数信号进行锁定；若数据处理模块再接收到第二遮挡信号，且第一计数信号的新增值与实际通过的牲畜数量不匹配，则判定计数漏缺，原锁定的第一计数信号累加上连续的第二遮挡信号数量，形成新的第一计数信号。
2.根据权利要求1所述的一种畜牧业统计监测系统，其特征在于：所述牲畜为母猪，所述数据处理模块还用于根据图像信息/视频信息提取母猪耳朵的轮廓信息，若母猪耳朵轮廓呈现出一个向上耸立的尖角，则生成第一发情指标。
3.根据权利要求2所述的一种畜牧业统计监测系统，其特征在于：在母猪朝光电开关行驶的计数通道内还设置有公猪气味剂，所述公猪气味剂用于吸引母猪，所述通道两侧设置有按压传感器，所述按压传感器包括按压开关，电源，保护电阻，电流表，所述电源、按压开关、保护电阻和电流表依次电连接。
4.根据权利要求3所述的一种畜牧业统计监测系统，其特征在于：在母猪被公猪气味剂吸引后，所述图像获取模块还用于获取母猪的状态特征，所述状态特征包括母猪被吸引前和吸引后的体态变化，若母猪获取到公猪气味剂后保持静止超过阈值时间，则生成第二发情指标；所述图像获取模块还用于获取母猪尾巴的轮廓信息，数据处理模块根据母猪尾巴的轮廓信息构建相同趋势的线条模型，在线条模型朝母猪尾巴的尾尖方向的最后一个拐点处建立坐标系，若尾尖朝向为上，则生成第三发情指标。
5.根据权利要求4所述的一种畜牧业统计监测系统，其特征在于：预先提取每头母猪的面部特征信息成立数据库，数据处理模块为每头母猪进行独立编号，在识别到母猪具备发情状态时，将其发情指标保存在对应母猪的编号下。
6.根据权利要求5所述的一种畜牧业统计监测系统，其特征在于：将母猪根据发情指标进行分类，针对出现第一发情指标和第二发情指标，但未出现第三发情指标的母猪判定为假发情。
7.根据权利要求6所述的一种畜牧业统计监测系统，其特征在于：还包括温度控制模块，所述温度控制模块用于识别并调节母猪生活环境温度至适宜温度。
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2022
- 2022-12-13 CN CN202211601967.6A patent/CN115918569A/zh active Pending
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