[發明專利]一種多源信息融合奶牛行為監測系統及方法

有效

• 申請號: 201711405688.1
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108175389B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 朱華吉;吳華瑞;繆祎晟;張麗紅;顧靜秋;高榮華
• 申請（專利權）人: 北京農業信息技術研究中心
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205;A61B5/11;A61B5/00;G06K9/00;G06K9/62;A61D17/00;A01K29/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;李相雨

本發明提供了一種多源信息融合奶牛行為監測系統及方法。方法包括：分別對采集的體溫參數、脈搏參數和運動量參數進行數據融合，得到體溫數據、脈搏數據和運動量數據；采集奶牛監控錄像中的視頻幀，對所述采集的視頻幀進行歸一化轉換，得到圖像數據；基于所述體溫數據、所述脈搏數據、所述運動量數據和所述圖像數據，構建樣本數據矩陣；基于所述樣本矩陣，采用密度聚類算法確定是否存在離群點；若存在離群點則表明離群點對應時刻，奶牛處于發情狀態。本發明利用不同維度數據間的互補性，避免單一數據的抗干擾能力差問題，實現對奶牛行為狀態的精確判斷，并具有可靠性高、容錯性好的效果。

技術領域

本發明涉及監控技術領域，具體涉及一種多源信息融合奶牛行為監測系統及方法。

背景技術

隨著時代的進步與發展，人們的生活水平逐步提高，日常生活中對奶制品的需求也日益增長。奶制品行業發展的關鍵因素是原材料牛奶的產量和質量，而奶牛的健康狀況和發情情況是決定牛奶質量和產量的關鍵要素。奶牛的體征參數有體溫、脈搏、運動量等，是評價奶牛健康情況和生理狀態的重要指標。正常情況下，奶牛的體征參數只在較為恒定的范圍內發生細微變化，但在病理過程和發情狀態時卻會發生不同程度的升高或降低。因此，奶牛行為狀態的監測在奶制品行業中是非常重要的。

目前奶牛行為狀態監控是采用數字化監測方法，把數字化技術引入奶牛養殖，用電子傳感器監測奶牛的行為狀態，現場采集、記錄奶牛個體的物理參量。對農場來講，除了可以節約勞動力外，還可以及時發現奶牛的疾病并正確診治，有助于預防和控制奶牛的感染性疾病，而且可以識別奶牛的發情期，有利于延長奶牛產乳期，提高產奶量。此外，由于系統有后臺的數據備份系統，這樣管理人員可以對歷史數據進行操作管理，并且為農場的長期發展保留了寶貴的數據資料。但目前的數字化監測方法為單一的信號預處理技術，僅對某一項信號有較好的信息響應，這樣會產生一定的判斷誤差，魯棒性較差，存在較高的虛警率和漏報率的問題。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明提供一種多源信息融合奶牛行為監測系統及方法，通過多源信息的相互融合，實現實時監控并提高監測的準確性。

為實現上述目的，本發明提供以下技術方案：

一方面，本發明提供了一種多源信息融合奶牛行為監測方法，包括：

采集奶牛的體溫參數、脈搏參數和運動量參數，并分別對采集的體溫參數、脈搏參數和運動量參數進行數據融合，得到體溫數據、脈搏數據和運動量數據；

采集奶牛監控錄像中的視頻幀，對所述采集的視頻幀進行歸一化轉換，得到圖像數據；

基于所述體溫數據、所述脈搏數據、所述運動量數據和所述圖像數據，構建樣本數據矩陣；其中所述樣本數據矩陣的元素為相同時刻，所述體溫數據、所述脈搏數據、所述運動量數據和所述圖像數據中任意兩個數據之間的歐氏距離；

基于所述樣本矩陣，采用密度聚類算法確定是否存在離群點；

其中，若存在離群點則確定該離群點所對應的時刻奶牛處于發情狀態。

進一步的，所述監測方法還包括：

根據所述視頻幀計算獲取奶牛背部的彎曲角；

根據所述彎曲角、所述體溫參數、所述脈搏參數和所述運動量參數計算跛行參數，

若計算的所述跛行參數大于預設的跛行參數，則表明奶牛處于跛行狀態。

進一步的，所述監測方法還包括：

在奶牛處于發情狀態或跛行狀態時，進行預警。

進一步的，分別采用溫度傳感器、脈搏傳感器和振動傳感器來分別獲取奶牛的體溫參數、脈搏參數和運動量參數。