CN116114610A - 一种仔猪寄养的装置及评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仔猪寄养的装置及评估方法，仔猪预备箱与母猪生产寄养一体箱通过传输装置相连。仔猪预备箱具有喷淋装置和涂刷装置，利用包括被寄养母猪产生的乳汁、产后胎盘、外来气味混淆物如来苏儿水等物质对寄入仔猪的体味进行混合；母猪生产寄养一体箱的热风循环系统充分混淆母猪的嗅觉反应，降低或避免被寄养母猪对寄入仔猪产生排斥反应，监控装置用于评估仔猪寄养效果，监控寄入仔猪是否会遭到被寄养母猪排斥，通过图像视觉方式，结合机器学习及时预警发现被寄养母猪对寄入仔猪及其圈内仔猪的危险排斥行为。本发明可以有效监控被寄养母猪在哺乳仔猪时的危险行为，评估寄养效果，降低仔猪的死亡率。
Description
技术领域
本发明涉及畜牧智能设备技术领域，特别是一种仔猪寄养的装置及评估方法。
背景技术
现代畜禽养殖业逐渐从粗放管理向精细化管理方向发展，其中针对母猪的生产和仔猪饲养的管理要求也越来越高，在保障仔猪存活率的过程中，初生仔猪的哺乳饲养存在诸多问题。
由于种种原因，猪场时常会发生母猪产仔过多或奶水不足等现象，为了能让仔猪健康成长，提高仔猪的成活率，需要将仔猪调配给其他母猪饲喂，俗称“寄养”。仔猪寄养的过程中，一些仔猪开始可能并不吃其他母猪的奶水，如果不加以调整，这个仔猪就会有被饿死的危险。还有就是母猪不让其他仔猪吃奶，始终保持俯卧状而拒绝哺乳，有甚者会将仔猪咬死，这样不仅不能培养出优质猪，相反则会影响猪场的收益。
目前，寄养仔猪的方式一般可以采取在寄养前往仔猪身上涂抹代养母猪的乳汁，或在全群仔猪身上洒上气味相同的液体以掩盖外来仔猪的异味，减少母猪对寄养仔猪的排斥。但是该方式往往需要人为干预，还需要挑选合适的仔猪以及母猪群体，在挑选过程中，长时间的人为干预容易造成猪群的应激反应，并且寄养后的效果评估不能及时展现给饲养人员，易造成仔猪寄养的失败。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种仔猪寄养的装置及评估方法，用以解决现有技术中的常规寄养方式所带来的诸多缺陷，实现高效、精准、早期预警的仔猪寄养模式。
具体技术方案为：
仔猪寄样装置，包括：仔猪预备箱、母猪生产寄养一体箱；
仔猪预备箱一侧设有猪仔进口，另一侧设有连接口，仔猪预备箱通过连接口与母猪生产寄养一体箱对接；
仔猪预备箱的底部设有驼峰式传输装置；母猪生产寄养一体箱的底部一侧为母猪侧卧处，另一侧设有平面式传输装置；驼峰式传输装置与平面式传输装置也通过连接口对接；
仔猪预备箱内上方设有喷淋装置和涂刷装置，喷淋装置连接接有盛有气味混淆剂的器皿，涂刷装置上设有吸水的海绵，海绵浸有气味混淆剂；
母猪生产寄养一体箱的侧壁上设有气体低进口和气体高进口，所述的气体低进口和气体高进口分别与热风混合装置；
母猪生产寄养一体箱上方设有监控装置；
母猪生产寄养一体箱的母猪侧卧处底部还设有清理口。
仔猪预备箱为U形隧道状结构。仔猪预备箱，用于对寄入仔猪自有体味的掩盖，混淆被寄养母猪的嗅觉，消除被寄养母猪对寄入仔猪的排斥行为；所述仔猪预备箱长度约50厘米，宽度比一头初生仔猪头尾纵长宽10厘米，高度约为20厘米，所述仔猪预备箱上方有纵向分布的喷淋装置，距喷淋装置下方3厘米处，预备箱左右侧布有纵向凹陷，主要用于放置由柔软海绵构成的涂刷装置，所述仔猪预备箱的下方安置有轮轴和皮带构成的驼峰式传输装置，所述驼峰式传输装置延伸至母猪生产寄养一体箱中。
母猪生产寄养一体箱，具有通风、保暖等效果，采用喷淋加热风混合的方式，兼有寄养母猪生产和仔猪寄养的主要功能；仔猪寄养监控装置，用于评估仔猪寄养效果，监控寄入仔猪是否会遭到被寄养母猪排斥，通过图像视觉方式，结合机器学习及时预警发现被寄养母猪对寄入仔猪及其圈内仔猪的危险排斥行为。仔猪预备箱与母猪生产寄养一体箱通过轮轴和皮带构成的传输装置相连，实现自动化运输寄养仔猪。减少人为干预的作用，降低仔猪与母猪的应激反应；
母猪生产寄养一体箱整体呈四周封闭，上部开口的长方体形态，所述母猪生产寄养一体箱的长度为一头成年母猪侧卧时肢体自然伸展且头部能自由活动的纵向距离，所述母猪生产寄养一体箱的宽度为一头成年母猪站立的最大高度，所述母猪生产寄养一体箱左侧设有气体低进口和气体高进口，所述的气体低进口和气体高进口分别与热风混合装置；将由乳汁、产后物质及外来物质按比例配制而成的气味混淆物吹入母猪生产寄养一体箱，混淆被寄养母猪的嗅觉反应。右侧仔猪卧侧开有与仔猪预备箱的连接口相连的传送装置开口，母猪侧卧处的下方清理口为条栏状结构，清理口下方安装有承接母猪乳汁、尿液以及产后物质的回收装置。
所述喷淋装置为长条管状结构，每隔2厘米有一个喷头开口。
所述涂刷装置采用吸水性良好的海绵制成，临近仔猪侧有圆状小突起结构，海绵厚度6厘米左右。涂刷装置中添加有气味混淆物，该气味混淆物是由被寄养母猪的乳汁、产后物质及外来物质按比例配制而成，能够有效且全面的将寄养仔猪与被寄养母猪的体味进行混合。
所述驼峰式传输装置与平面式传输装置均由轮轴和皮带组成，所述皮带上方覆盖有薄层海绵，所述薄层海绵与皮带由粘扣带相连，粘扣带的毛面附着于所述薄层海面上，粘扣带的刺面附着于所述皮带上，所述驼峰式传输装置的轮轴布局在仔猪预备箱中采用驼峰式布局，即相邻轮轴之间形成峰-谷的高低差异，所述平面式传输装置的轮轴布局在母猪生产寄养一体箱中采用平铺式布局。
驼峰式传输装置的峰与上方涂刷装置的距离不超过6厘米，可根据仔猪大小进行调节，峰与谷之间的落差不超过2厘米，峰由一个轮轴组成，谷由两个轮轴组成。
热风混合装置与气味预处理装置相连，气体低进口和气体高进口为斜向一低一高分布，仔猪卧侧处为气体低进口，母猪卧侧处为气体高进口。
监控装置包括图像采集单元和数据采集处理单元，在所述数据采集处理单元中，以母猪和仔猪的交互行为识别为基础，以母猪口鼻部与仔猪的相对位置以及仔猪数量位置的分布为检测模型实现，构建步骤为：
S1-1、数据集构建；
S1-2、数据集扩充，采用Mosaic数据增强方式将原始图片进行数据扩充；
S1-3、数据集标准化并标注，将标注好的数据随机分配至训练集、测试集和验证集中；
S1-4、模型轻量化，在YOLO v5s基准网络的基础上，对模型进行结构化剪枝；
S1-5、非极大值抑制优化；
S1-6、模型训练，得出母猪与仔猪得交互行为模型；
S1-7、模型应用，根据母猪仔猪交互行为识别模型，检测到母猪与仔猪的交互图像后，通过无线信息传输模块将结果存储与数据库中。
本发明提供的仔猪寄养的评估方法，采用所述的监控装置(9)，监控装置(9)的图像采集单元以母猪口鼻部与仔猪相对位置为检测对象，根据对母猪头部边缘与仔猪身体边缘的识别为基础，所述图像单元采集数据后，识别出母猪口鼻边缘与仔猪身体的接触，超过相近距离及时间的阈值则预警饲养人员。
在仔猪预备过程中，对圈内仔猪和寄入仔猪进行标记和区分，所述标记和区分的方式以在仔猪是身体上用不同颜色的颜料进行作业，通过RGB图像单元采集，数据采集处理系统将仔猪的数量和位置以对应点标记的方式展示。
具体的，其中图像采集单元与仔猪寄养装置中的RGB摄像机相连，可以采集其中的图像并按需存储，数据收集处理单元主要采用Mosaic数据增强方式将原始图片进行数据扩充。在YOLO v5s基准网络的基础上，对模型进行结构化剪枝。
在所述数据采集处理单元中，以母猪和仔猪的交互行为识别为基础，重点以母猪口鼻部与仔猪的相对位置以及仔猪数量位置的分布为检测模型实现。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质和展示介质，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仔猪寄入评估方法的步骤，展示介质可即时展示仔猪寄养评估结果。
本发明提供的一种仔猪寄养装置及评估方法，利用由被寄养母猪的乳汁、产后物质及外来物质按比例配制而成的气味混淆物，对寄养仔猪的本来体味进行掩盖，同时在固定的场所装置中对被寄养母猪的嗅觉进行干扰，使用履带传输的方式，减少人为因素对寄养流程干扰，采用机器学习的图像识别模式，对仔猪寄养的效果进行评估，做到对寄养仔猪和圈内仔猪的区分，同时及时识别母猪的排斥反应，做到早发现，早采取措施的干预，提高仔猪的存活率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是母猪生产寄养一体箱俯视结构示意图。
具体实施方式
结合附图说明本发明的具体技术方案。
如图1和图2所示，仔猪寄样装置，包括：仔猪预备箱1、母猪生产寄养一体箱2；
仔猪预备箱1一侧设有猪仔进口，另一侧设有连接口10，仔猪预备箱1通过连接口10与母猪生产寄养一体箱2对接；
仔猪预备箱1的底部设有驼峰式传输装置11；母猪生产寄养一体箱2的底部一侧为母猪侧卧处，另一侧设有平面式传输装置5；驼峰式传输装置11与平面式传输装置5也通过连接口10对接；
仔猪预备箱1内上方设有喷淋装置3和涂刷装置4，喷淋装置3连接接有盛有气味混淆剂的器皿，涂刷装置4上设有吸水的海绵，海绵浸有气味混淆剂；
母猪生产寄养一体箱2的侧壁上设有气体低进口8和气体高进口7，所述的气体低进口8和气体高进口7分别与热风混合装置6；
母猪生产寄养一体箱2上方设有监控装置9；
母猪生产寄养一体箱2的母猪侧卧处底部还设有清理口12。
仔猪预备箱1按照实际使用中，仔猪的实际体长和整体大小进行设计，仔猪预备箱1的上方依次为喷淋装置3和涂刷装置4，喷淋装置3接有盛有气味混淆剂的器皿，可采用外部灌注的方式，涂刷装置4上由吸水性良好的海绵构成，也浸有大量的气味混淆剂。
涂刷装置4在仔猪预备箱1里的长度为喷淋装置3的一半，且涂刷装置4放置于靠近于母猪生产寄养一体箱2端，这样可以充分保证对寄入仔猪进行气味混淆剂的均匀喷涂。
仔猪预备箱1与母猪生产寄养一体箱2通过下方的仔猪传输装置相连，仔猪预备箱1下的传输装置为驼峰式设计，母猪生产寄养一体箱2下方的传输装置采用平面式设计，在该实施例中，驼峰式传输装置11能够有效将仔猪与涂刷装置4上面海绵进行接触，也能够保证仔猪不至于被履带和涂刷装置4挤压，造成仔猪损伤。
母猪生产寄养一体箱2的设计为上方开口的长方体箱体结构，长度为母猪从头到尾的轴长的1.5倍为佳，高度为母猪左右矢量轴长的1.5倍，宽度包括母猪侧卧位和仔猪躺卧位，具体实施例宽度为母猪体高的2倍。
以母猪从头到尾的轴向分布，分为左右侧，其中母猪生产寄养一体箱2的左侧开有热风输入口8，连接有热风混合装置6，热风混合装置6用于将气味混淆剂以加热的方式吹入箱中，既能对生产后的母猪与初生仔猪提供保温功能，也能够混淆被寄养母猪的嗅觉反应。母猪生产寄养一体箱2的右侧，靠近仔猪躺卧侧开有传输装置开口，开口略大于仔猪预备箱1的连接口10。
基于上述实施例的内容，作为一个可选实施例，母猪生产寄养一体箱2在母猪躺卧侧，母猪的尾部，安装有一个覆盖有条状栏的清理口12，大小覆盖母猪臀部为宜，清理口12下面接有器皿可以承接母猪产后物质或排泄物。
气味混淆剂由采集到的母猪乳汁、产后物质及来苏儿水按比例配置而成，经过紫外线杀菌。
本发明提供的一种仔猪寄养评估方法，基于母猪生产寄养一体箱2上方的RGB摄像机为图像采集单元，连接非暂态存储介质，基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，RGB摄像机采用广角式摄像头，图像范围覆盖整个母猪生产寄养一体箱2。
数据收集处理单元以母猪和仔猪的交互行为识别为基础，重点以母猪口鼻部与仔猪的相对位置以及仔猪数量位置的分布为检测模型实现，主要采用YOLO v5s基准网络的基础上，对模型进行结构化剪枝。
进一步地，以母猪口鼻部与仔猪相对位置为检测对象的寄养评估方法对母猪头部边缘与仔猪身体边缘的识别，识别出母猪口鼻边缘与仔猪身体的接触，超过相近距离及时间的阈值则预警饲养人员。
进一步地，以仔猪数量及位置为检测对象的寄养评估方法对寄入仔猪的活动状态进行监测，使用可食用色素对圈内仔猪和寄入仔猪进行标记区分，通过RGB图像单元采集，数据采集处理系统将仔猪的数量和位置以对应点标记的方式展示，饲养人员可以根据对应散点图发现仔猪的数量是否正确，位置是否处于危险状态。
综上所述，本发明提供的仔猪寄养的装置，通过按比例配制由乳汁、产后物质及外来物质的气味混淆物，将气味混淆物以喷淋、涂刷、热风吹入等方式，显著消除寄入仔猪自身固有的特有体味，降低被寄养母猪因灵敏嗅觉对寄入仔猪的排异反应。
同时本发明提供仔猪寄养的评估方法采用机器学习的图像识别方式，较为准确的识别被寄养母猪对寄入仔猪或圈内仔猪的排异行为，主要识别模型基于被寄养母猪对仔猪的咬伤行为进行训练，同时辅助以基于仔猪数量、位置、是否是寄入仔猪的散点图分布模型，该评估方法能够及早识别被寄养母猪由嗅觉产生的寄养排异行为，实现人为早期干预，增加仔猪存活率。
Claims (9)
1.仔猪寄样装置，其特征在于，包括：仔猪预备箱(1)、母猪生产寄养一体箱(2)；
仔猪预备箱(1)一侧设有猪仔进口，另一侧设有连接口(10)，仔猪预备箱(1)通过连接口(10)与母猪生产寄养一体箱(2)对接；
仔猪预备箱(1)的底部设有驼峰式传输装置(11)；母猪生产寄养一体箱(2)的底部一侧为母猪侧卧处，另一侧设有平面式传输装置(5)；驼峰式传输装置(11)与平面式传输装置(5)也通过连接口(10)对接；
仔猪预备箱(1)内上方设有喷淋装置(3)和涂刷装置(4)，喷淋装置(3)连接接有盛有气味混淆剂的器皿，涂刷装置(4)上设有吸水的海绵，海绵浸有气味混淆剂；
母猪生产寄养一体箱(2)的侧壁上设有气体低进口(8)和气体高进口(7)，所述的气体低进口(8)和气体高进口(7)分别与热风混合装置(6)；
母猪生产寄养一体箱(2)上方设有监控装置(9)；
母猪生产寄养一体箱(2)的母猪侧卧处底部还设有清理口(12)。
2.根据权利要求1所述的仔猪寄样装置，其特征在于，所述的仔猪预备箱(1)为U形隧道状结构。
3.根据权利要求1所述的仔猪寄样装置，其特征在于，所述的清理口(12)为条栏状结构，清理口(12)下方安装有回收装置。
4.根据权利要求1所述的仔猪寄样装置，其特征在于，所述的所述喷淋装置(3)为长条管状结构，间隔分布有喷头开口。
5.根据权利要求1所述的仔猪寄样装置，其特征在于，所述的所述涂刷装置(4)为海绵制成，临近仔猪侧有圆状小突起结构。
6.根据权利要求1所述的仔猪寄样装置，其特征在于，所述的所述驼峰式传输装置(11)与平面式传输装置(5)均由轮轴和皮带组成，所述皮带上方覆盖有薄层海绵，所述薄层海绵与皮带由粘扣带相连；
所述驼峰式传输装置(11)的轮轴布局在仔猪预备箱(1)中采用驼峰式布局，即相邻轮轴之间形成峰-谷的高低差异，所述平面式传输装置(5)的轮轴布局在母猪生产寄养一体箱(2)中采用平铺式布局。
7.根据权利要求1所述的仔猪寄样装置，其特征在于，所述的热风混合装置(6)与气味预处理装置相连，气体低进口(8)和气体高进口(7)为斜向一低一高分布，仔猪卧侧处为气体低进口(8)，母猪卧侧处为气体高进口(7)。
8.根据权利要求1所述的仔猪寄样装置，其特征在于，所述的监控装置(9)包括图像采集单元和数据采集处理单元，在所述数据采集处理单元中，以母猪和仔猪的交互行为识别为基础，以母猪口鼻部与仔猪的相对位置以及仔猪数量位置的分布为检测模型实现。
9.仔猪寄养的评估方法，其特征在于，采用权利要求1到8任一项中所述的监控装置(9)，监控装置(9)的图像采集单元以母猪口鼻部与仔猪相对位置为检测对象，根据对母猪头部边缘与仔猪身体边缘的识别为基础，所述图像单元采集数据后，识别出母猪口鼻边缘与仔猪身体的接触，超过相近距离及时间的阈值则预警饲养人员。
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