CN209420643U - 生猪自动分栏装置 - Google Patents

Abstract

生猪自动分栏装置，包括转盘和控制器，转盘上设有第一通道，在转盘四周设有多个猪栏，在各猪栏一侧均连通有第二通道，转盘驱动第一通道与第二通道连通；在第一通道和第二通道上均安装有闸门；在转盘上安装有测量装置，测量装置将检测到信号传送给控制器，控制器控制转盘和各闸门。本实用新型能够对生猪体长、体高、体宽和体重进行自动测量，并根据数据将生猪分配到指定猪栏中，实现对生猪饲养管理的自动化和精细化。

Description

生猪自动分栏装置

技术领域

本实用新型涉及生猪自动分栏装置。

背景技术

在生猪养殖过程中，体长、体高、体宽和体重是评定生猪生长繁殖性能的重要指标参数，在育肥猪生长过程中，科学的饲喂方式是根据猪的生长日龄、体长、体高、体宽和体重的不同饲喂不同的饲料，但由于我国一些地区的养猪场受客观条件的限制而采用的是大猪圈群养方式，猪圈中饲养的猪大小不一，体重不同，因而很难根据猪的体重对猪采食的饲料进行调整，无法做到科学管理，延长育生猪的出栏时间，增加育肥猪的饲喂成本，而采集生长参数的测量工作主要采用人工方式，使用皮尺和地磅等工具手工进行测量和分栏，这些实施方式需要耗费大量人力成本，而且会对生猪造成应激反应，不利于饲养管理的自动化和精细化。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了生猪自动分栏装置，能够对生猪体长、体高、体宽和体重进行自动测量，并根据数据将生猪分配到指定猪栏中，实现对生猪饲养管理的自动化和精细化。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

生猪自动分栏装置，包括转盘和控制器，转盘上设有第一通道，在转盘四周设有多个猪栏，在各猪栏一侧均连通有第二通道，转盘驱动第一通道与第二通道连通；在第一通道和第二通道上均安装有闸门；在转盘上安装有测量装置，测量装置将检测到信号传送给控制器，控制器控制转盘和各闸门。

所述测量装置包括门梁，在门梁上安装有双目摄像头和RFID模块，待测猪上设有存储该待测猪身份信息的电子耳标，RFID模块读取到待测猪身上的电子耳标的待测猪的相关信息后，将信息通过控制器传送给电脑，双目摄像头将拍摄到图片发送给电脑。

所述转盘包括底板、面板和顶板，面板中部通过支撑轴与底板连接，在面板下安装有多个万向轮，在底板上安装有伺服电机，伺服电机通过齿轮传动机构与面板传动连接，在面板四周设有多个与各第二通道相对应的限位开关，在面板边缘设有用于触发限位开关的触头，顶板通过电子秤连接面板，电子秤和限位开关将检测到的信号传送给控制器，控制器控制伺服电机。

本实用新型的有益效果是：

1、通过测量装置在获取生猪的各类信息后，可以根据测量信息，利用转盘将生猪自动分配中指定猪栏中，以对不同测量信息的生猪进分类饲养，使生猪体重更加均匀，实现对生猪饲养管理的自动化和精细化。

2、测量装置的能够快速准确获取生猪体长和体宽信息，并利用生猪耳标和RFID模块实现个体生长和饲养信息进行记录，便于饲养人员根据饲养信息获得最优饲养方案。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型的俯视结构示意图，

图2为本实用新型关于转盘的俯视结构示意图，

图3为本实用新型关于转盘的剖面结构结构示意图，

图4为本实用新型关于测量装置工作时的流程图，

图5为本实用新型关于双目摄像头拍摄完毕后的裁剪图像，

图6为本实用新型关于双目摄像头拍摄到的猪体R\G\B\RG分量图，

图7为本实用新型拍摄到的猪体图像去除固定背景后图片；

图8为本实用新型关于形态学操作及背景统计法处理后图像；

图9为本实用新型对猪体进行包络分析后的图像；

图10为本实用新型对猪体头尾分割后的图像；

图11为本实用新型对猪体尺测量点示意图

图12为本实用新型对猪体匹配后视差图，

图13本实用新型各电器件间的连接关系示意图。

图中：猪栏1、转盘3、测量装置4、闸门5、第一通道21、第二通道22、面板30、顶板31、限位开关32、触头33、伺服电机34、底板35、齿轮传动机构36、支撑轴37、电子秤38、万向轮39、门梁41、RFID模块42、双目摄像头43。

具体实施方式

如图1到4所示，生猪自动分栏装置，包括转盘3和控制器，转盘3上设有第一通道21，在转盘3四周设有多个猪栏1，在各猪栏1一侧均连通有第二通道22，转盘3驱动第一通道21与第二通道22连通；在第一通道21两端和各第二通道22一端均安装有闸门5，第一通道21和第二通道22的长度每次只能进入一头猪，在转盘3上安装有测量装置4，测量装置4将检测到信号传送给PLC控制器，PLC控制器控制转盘3和各闸门5。(闸门5可以使用专利号为“CN20711453U”、名称为“一种猪舍提升门”，PLC控制器通过电磁阀控制提升门中气缸升降，或者手动控制提升门升降；)

所述测量装置4包括门梁41，在门梁41上安装有双目摄像头43和RFID模块42，待测猪上设有存储该待测猪身份信息的电子耳标，RFID模块42读取到待测猪身上的电子耳标的待测猪的相关信息后，将信息通过PLC控制器传送给电脑，双目摄像头43将拍摄到图片发送给电脑，由电脑对图片进行处理。

所述转盘3包括底板35、面板30和顶板31，面板30中部通过支撑轴与底板35连接，在面板30下安装有多个万向轮39，在底板35上安装有伺服电机34，伺服电机34通过齿轮传动机构36与面板30传动连接，在面板30四周设有多个与各第二通道22相对应的限位开关32，在面板30边缘设有用于触发限位开关32的触头33，顶板31通过电子秤38连接面板30，电子秤38和限位开关32将检测到的信号传送给PLC控制器，PLC控制器通过继电器控制伺服电机34正反转，PLC控制器通过RS323总线与电脑通讯。在伺服电机34 通过齿轮传动机构36驱动面板30转动的过程中，面板30上的触头33触发各限位开关 32，当指定的限位开关32得到触发信号时，则代表第一通道21与该限位开关32相对应的第二通道22接通，此时，可以通过控制第一通道21和第二通道22上的闸门5将生猪赶入的指定猪栏1中，实现对生猪的自动分栏，并能够限制生猪移动，以让测量装置4对生猪体型尺寸的测量。

一种生猪自动分栏装置对生猪进行分栏的方法，包括如下步骤：

第一步：开启如图1中与左侧猪栏1连通的第二通道22上的闸门5后，将生猪赶入到第二通道22中，并关闭该第二通道22上的闸门5，随后生猪进入到转盘3第一通道21中，关闭第一通道21上的闸门5，此时，生猪被限制在第一通道21中。

第二步：通过双目摄像头43采集转盘3上生猪的原始图像并利用系统的内外参数进行校正，与此同时，RFID模块42读取到第一通道21中待测猪身上的电子耳标后，将耳标信息反馈给控制器，控制器将信息传送给电脑，电脑在接收到待测猪的身份信息后控制双目摄像头43进行拍照，并将照片传回电脑，在电脑内进行图像的预处理、体尺测点的提取、立体匹配进行体尺的测量，同时，电脑屏幕实时显示体尺测量结果。

第三步:电脑对原始图像进行裁剪成图5所示大小，如图6所示猪体图像R、G、B、 RG分量示意图，选取RG分量图进行后续处理。

第四步:利用轮廓分析方法实现体尺测量点的提取；如图7所示，去除背景后对图像进行均值滤波，均值滤波方法是，对待处理的当前像素，选择一个模板，该模板为其邻近的若干个像素组成，用模板的均值来替代原像素的值。计算公式为：

采用OSTU法求取阈值对滤波后的图像进行分割。对于一幅图像，设当前景与背景的分割阈值为t时，前景点占图像比例为w0，均值为u0，背景点占图像比例为w1，均值为u1。则整个图像的均值为u＝w0*u0+w1*u1。建立目标函数g(t)＝w0*(u0-u)^2+w1*(u1-u)^2，g(t)就是当分割阈值为t时的类间方差表达式。OTSU算法使得g(t)取得全局最大值，当g(t)为最大时所对应的t称为最佳阈值。

阈值分割方法不能完全将猪体分割出来，某些部位会出现粘连现象，如图8所示，使用组合式形态学操作进行处理。并用背景统计法滤除掉无效的小区域。

图9所示为对猪体进行包络分析后的图像，由于固定背景的影响，猪体被分割为三个区域。分别对区域1、区域2进行分析，求取尾部和头部附近距离对应包络线距离最远的点，即为头尾分割点。图10为分割之后的图像。

求取三部分的质心，连接质心和头尾分割点的中点组成一组连线，在猪体两侧的轮廓线上求取和上述连线垂直距离最远的点即为体宽和臀宽的测量点，体宽测量点处的高度即为体高。体长的测量值为上述连线的实际距离如图11所示。

第五步:采用AD-census方法对双目图像进行视差计算，分为四个步骤：初始化代价，能量聚集，视差计算，视差改良(孤立点检测，迭代区域投票，差值，不连续深度值调整，亚像素值改良)，图12为计算得到的视差图。

第六步:根据视差图及摄像机的内外参数可以在视野范围内建立三维坐标系，根据各个点的三维坐标可以求取体尺的实际长度。

第七步:通过电子秤38获得生猪重量信息；

第八步：根据生猪的尺寸和重量信息将生猪分配到指定猪栏1中，分栏方法为：如图1所示，伺服电机34通过齿轮传动机构36驱动顶板31旋转，在指定限位开关32得到信号后，通过控制器传送给电脑，电脑控制伺服电机34停止，将第一通道21与指定猪栏1连通的第二通道22接通，开启闸门5，将生猪赶入到指定猪栏1中，实现对不同种类生猪的分栏饲养。

Claims (3)

1.生猪自动分栏装置，其特征在于：包括转盘（3）和控制器，转盘（3）上设有第一通道（21），在转盘（3）四周设有多个猪栏（1），在各猪栏（1）一侧均连通有第二通道（22），转盘（3）驱动第一通道（21）与第二通道（22）连通；在第一通道（21）和第二通道（22）上均安装有闸门（5）；在转盘（3）上安装有测量装置（4），测量装置（4）将检测到信号传送给控制器，控制器控制转盘（3）和各闸门（5）。

2.根据权利要求1所述的生猪自动分栏装置，其特征在于：所述测量装置（4）包括门梁（41），在门梁（41）上安装有双目摄像头（43）和RFID模块（42），待测猪上设有存储该待测猪身份信息的电子耳标，RFID模块（42）读取到待测猪身上的电子耳标的待测猪的相关信息后，将信息通过控制器传送给电脑，双目摄像头（43）将拍摄到图片发送给电脑。

3.根据权利要求2所述的生猪自动分栏装置，其特征在于：所述转盘（3）包括底板（35）、面板（30）和顶板（31），面板（30）中部通过支撑轴与底板（35）连接，在面板（30）下安装有多个万向轮（39），在底板（35）上安装有伺服电机（34），伺服电机（34）通过齿轮传动机构（36）与面板（30）传动连接，在面板（30）四周设有多个与各第二通道（22）相对应的限位开关（32），在面板（30）边缘设有用于触发限位开关（32）的触头（33），顶板（31）通过电子秤（38）连接面板（30），电子秤（38）和限位开关（32）将检测到的信号传送给控制器，控制器控制伺服电机（34）。