[發(fā)明專利]一種基于圖像識別禽舍糞便自動(dòng)清理裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711104073.5
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107711583B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董榮偉
• 申請（專利權(quán)）人: 鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: A01K31/04
• 分類號: A01K31/04;H04N7/18;G05B19/04;G06Q10/04;G06Q50/02
• 代理公司: 西安銘澤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 韓曉娟

1.一種基于圖像識別禽舍糞便自動(dòng)清理裝置工作方法，其特征是：

所述工作方法借用以下裝置實(shí)現(xiàn)：所述裝置包括：禽舍(1)左墻壁(3)、右墻壁(4)搭建在左空心壁(11)與右空心壁(15)上方，禽舍(1)底部設(shè)有舍底(9)，禽舍(1)頂部設(shè)有舍頂(2)，舍頂(2)底部安裝第一攝像頭(5)、第二攝像頭(6)、......、第R-1攝像頭(7)以及第R攝像頭(8)；舍底(9)正下方安裝集糞板陣列(14)；左空心壁(11)在左支架(21)上方，左空心壁(11)內(nèi)部左壁固定滾珠軸承(12)，轉(zhuǎn)動(dòng)桿(13)左端嵌入滾珠軸承(12)，轉(zhuǎn)動(dòng)桿(13)右端與集糞板陣列(14)左端連接；右空心壁(15)在右支架(32)上方，電機(jī)陣列(16)固定在右空心壁(15)內(nèi)部底端，電機(jī)陣列(16)的電機(jī)軸(17)與集糞板陣列(14)右端連接，MCU控制電路盒(10)安裝在左墻壁4外側(cè)底部，MCU控制電路盒(10)中放置的是包含MCU控制系統(tǒng)(60)與電源模塊(59)的集成電路板；集糞板陣列(14)正下方設(shè)有沖水管陣列(20)，沖水管陣列(20)固定在左支架(21)上，沖水管陣列(20)中各沖水管正上方等間距A分布著R個(gè)高壓噴嘴(19)，沖水管陣列(20)右端安裝電磁閥陣列(52)；沖水管陣列(20)右頂端插入右支架(32)內(nèi)部與縱向水管(61)連接，縱向水管(61)右端與外部進(jìn)水管道(35)連接，外部進(jìn)水管道(35)安裝第二增壓泵電磁閥(34)與第二增壓泵(33)；沖水管陣列(20)下方設(shè)置出水漏斗(22)，出水漏斗(22)底部的出水漏斗出水口(37)與集水箱(38)左側(cè)渾水區(qū)(57)頂部入水口連接，出水漏斗出水口(37)設(shè)有出水漏斗電磁閥(62)；過濾膜板(36)將集水箱(38)劃分為渾水區(qū)(57)與清水區(qū)(58)；渾水區(qū)(57)內(nèi)部左上角安裝第一水位傳感器(25)，渾水區(qū)(57)內(nèi)部頂端中心安裝攪拌風(fēng)扇(26)，渾水區(qū)(57)左側(cè)底部設(shè)有污水排出管(23)，污水排出管(23)穿過左支架(21)，且污水排出管(23)中段設(shè)有排水電磁閥(24)；清水區(qū)(58)內(nèi)部右上角安裝第二水位傳感器(28)，清水區(qū)(58)右側(cè)底部設(shè)有清水區(qū)排出管(27)，清水區(qū)排出管(27)與第一增壓泵(29)連接，第一增壓泵(29)右端的第一增壓泵出水管(30)置于右支架(32)內(nèi)部，且與縱向水管(61)連接，第一增壓泵出水管(30)的中間段設(shè)有第一增壓泵電磁閥(31)；

第一攝像頭(5)、第二攝像頭(6)、......、第R-1攝像頭(7)以及第R攝像頭(8)的拍攝范圍有限且橫向距離為A，舍底(9)長度為G，攝像頭數(shù)量R＝G/A；

所述工作方法包括以下步驟：

1)開始工作，MCU控制系統(tǒng)(60)控制第一攝像頭(5)、第二攝像頭(6)、......、第R-1攝像頭(7)、第R攝像頭(8)等R個(gè)攝像頭同時(shí)采集各自對應(yīng)舍底(9)列區(qū)域上的N幅圖像，共計(jì)R×N幅圖像，由MCU控制系統(tǒng)(60)對所有圖像進(jìn)行預(yù)處理、特征值提取等一系列操作，計(jì)算出第一次采集時(shí)間t1內(nèi)，舍底(9)每個(gè)行區(qū)域的家禽數(shù)量為記錄本次采集耗費(fèi)時(shí)間為t₁；

2)MCU控制系統(tǒng)(60)重復(fù)執(zhí)行上述步驟1)操作，共計(jì)Z次后，記錄Z次采集圖像耗費(fèi)總時(shí)間t＝Z×t₁，計(jì)算整個(gè)時(shí)間段t內(nèi)，舍底(9)每個(gè)行區(qū)域的家禽總數(shù)量為

3)MCU控制系統(tǒng)(60)根據(jù)預(yù)先存儲的集糞板污染程度預(yù)測模型W＝f(L，t)，估算出每個(gè)集糞板的污染程度W_i(1≤i≤N)，然后判斷每個(gè)集糞板污染程度W_i是否小于閾值W：若每個(gè)集糞板污染程度W_i都小于閾值W，繼續(xù)重復(fù)執(zhí)行步驟1)～3)；若存在集糞板污染程度W_i大于或者等于閾值W，MCU控制系統(tǒng)(60)保存污染程度高于W的所有集糞板對應(yīng)的編號i(1≤i≤N)及相應(yīng)的污染程度W_i；

4)MCU控制系統(tǒng)(60)根據(jù)預(yù)先存儲的集糞板沖洗時(shí)間預(yù)測模型T＝f(W)，由每個(gè)需要沖洗的集糞板污染程度W_i估算出需要沖洗的時(shí)間T_i，并保存所有需要沖洗集糞板的編號i；

5)MCU控制系統(tǒng)(60)啟動(dòng)與需要沖洗的集糞板編號相同的電機(jī)，并控制相應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)180°后關(guān)閉，確保所有需要沖洗的集糞板污染面朝下，對準(zhǔn)每個(gè)集糞板下方的沖洗水管；

6)MCU控制系統(tǒng)(60)接收第二水位傳感器(28)采集信號，獲取清水區(qū)(58)的水位，并判斷是否大于H：若水位大于H，則啟動(dòng)第一增壓泵(29)、第一增壓泵電磁閥(31)、出水漏斗電磁閥(62)以及與全部需要沖洗的集糞板編號i相同的電磁閥，啟動(dòng)定時(shí)器開始記錄沖洗時(shí)間T，由于不同編號i集糞板的沖洗時(shí)間T_i不同，當(dāng)某一個(gè)集糞板沖洗時(shí)間到，便關(guān)閉對應(yīng)的電磁閥，直到集糞板全部沖洗完成后，關(guān)閉定時(shí)器、第一增壓泵(29)、第一增壓泵電磁閥(31)與出水漏斗電磁閥(62)；若水位小于或等于H，則啟動(dòng)第二增壓泵(33)、第二增壓泵電磁閥(34)、出水漏斗電磁閥(62)以及與全部需要沖洗的集糞板編號i相同的電磁閥，啟動(dòng)定時(shí)器開始記錄沖洗時(shí)間，當(dāng)某一個(gè)集糞板沖洗時(shí)間到，便關(guān)閉與之編號對應(yīng)的電磁閥，直到集糞板全部沖洗完成后，關(guān)閉定時(shí)器、第二增壓泵(33)、第二增壓泵電磁閥(34)以及出水漏斗電磁閥(62)；

7)整個(gè)沖洗過程中，MCU控制系統(tǒng)(60)不斷接收第一水位傳感器(25)采集信號，獲取渾水區(qū)(57)的水位，并判斷是否大于M：若大于M，則啟動(dòng)定時(shí)器、攪拌風(fēng)扇(26)、排水電磁閥(24)將渾水區(qū)(57)內(nèi)污水排放出去，持續(xù)一段時(shí)間后，關(guān)閉定時(shí)器、攪拌風(fēng)扇(26)、排水電磁閥(24)，停止排放；若小于或者等于M，則無需操作；

8)返回，循環(huán)操作步驟1)～8)。