[發(fā)明專利]基于牲畜三維測(cè)量的姿態(tài)檢測(cè)方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010119466.9
• 申請(qǐng)日: 2020-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN111353416B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳珍芳;尹令;劉財(cái)興;蔡更元;田緒紅;李婭蘭;武亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東溫氏種豬科技有限公司
• 主分類號(hào): G06V40/10
• 分類號(hào): G06V40/10;G06V20/64;G06Q50/02;A61B5/107
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 黎揚(yáng)鵬

本發(fā)明公開了一種基于牲畜三維測(cè)量的姿態(tài)檢測(cè)方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)，其中方法包括以下步驟：獲得牲畜的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，根據(jù)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取俯視點(diǎn)云和側(cè)視點(diǎn)云；根據(jù)俯視點(diǎn)云進(jìn)行邊框檢測(cè)，并在邊框檢測(cè)符合要求后，根據(jù)俯視點(diǎn)云獲取牲畜的三維模型上的背脊線；根據(jù)背脊線對(duì)牲畜的三維模型的彎曲程度和低頭程度進(jìn)行檢測(cè)；根據(jù)側(cè)視點(diǎn)云對(duì)牲畜的三維模型的站立姿勢(shì)進(jìn)行檢測(cè)。本發(fā)明在獲得三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，自動(dòng)地根據(jù)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)牲畜的三維模型進(jìn)行姿態(tài)檢測(cè)，從而選擇出符合標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)的三維模型進(jìn)行計(jì)算牲畜的體尺，極大地提高了體尺測(cè)量的精確度，可廣泛應(yīng)用于牲畜三維體尺測(cè)量領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及牲畜三維體尺測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種基于牲畜三維測(cè)量的姿態(tài)檢測(cè)方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

牲畜的體尺參數(shù)能反映牲畜的生長(zhǎng)發(fā)育狀況，可作為衡量牲畜生長(zhǎng)發(fā)育情況的一個(gè)主要指標(biāo)。采用自動(dòng)三維重構(gòu)測(cè)量牲畜表型體尺快速、高效，且抓取姿態(tài)標(biāo)準(zhǔn)的情況下準(zhǔn)確度高，是畜牧業(yè)智能化升級(jí)的一個(gè)重要趨勢(shì)。

牲畜三維自動(dòng)體尺測(cè)量裝置一般采用多個(gè)深度相機(jī)從不同視角同時(shí)獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后配準(zhǔn)融合多個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)以重構(gòu)牲畜完整體型。多個(gè)不同深度相機(jī)固定于三維測(cè)量通道，動(dòng)物在自由行走狀態(tài)下進(jìn)過通道中最佳拍攝位置時(shí)，多個(gè)深度相機(jī)同時(shí)瞬間抓拍不同視角點(diǎn)云，以最大限度消除點(diǎn)云配準(zhǔn)時(shí)的非剛性形變。而瞬間抓拍的牲畜點(diǎn)云姿態(tài)可能是各種各樣的，如：牲畜低頭、扭頭曲身、抬頭、跨步跑動(dòng)、屈膝非站立、趴在地上等；通道兩側(cè)有欄桿限制牲畜活動(dòng)范圍，因此還有牲畜頭部伸出圍欄、緊貼圍欄、或兩頭以上牲畜進(jìn)入抓拍視線等情況。而牲畜體尺測(cè)量時(shí)要求牲畜以標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)站立，頭部向前平視，頭部到尾部的背脊線為一條直線，四肢站立成矩形。實(shí)際中牲畜行走習(xí)性再加上外部環(huán)境影響，不一定采集到標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量姿勢(shì)，非標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量姿勢(shì)會(huì)增加體尺測(cè)量的誤差，制約三維自動(dòng)體尺測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用。對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量姿勢(shì)，目前已經(jīng)有部分文獻(xiàn)提出姿態(tài)調(diào)整算法，但是這些姿態(tài)調(diào)整算法僅僅對(duì)于低頭、抬頭，輕微曲身等能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)整，而對(duì)于跨步跑動(dòng)、趴在地上、屈膝非站立、頭部伸出欄桿、緊貼圍欄等無法使用姿態(tài)調(diào)整算法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于牲畜三維測(cè)量的姿態(tài)檢測(cè)方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)，能夠自動(dòng)檢測(cè)牲畜的標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)，以獲得更加準(zhǔn)確的體尺測(cè)量數(shù)據(jù)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種基于牲畜三維測(cè)量的姿態(tài)檢測(cè)方法，包括以下步驟：

獲得牲畜的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，根據(jù)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取俯視點(diǎn)云和側(cè)視點(diǎn)云；

根據(jù)俯視點(diǎn)云進(jìn)行邊框檢測(cè)，并在邊框檢測(cè)符合要求后，根據(jù)俯視點(diǎn)云獲取牲畜的三維模型上的背脊線；

根據(jù)背脊線對(duì)牲畜的三維模型的彎曲程度和低頭程度進(jìn)行檢測(cè)；

根據(jù)側(cè)視點(diǎn)云對(duì)牲畜的三維模型的站立姿勢(shì)進(jìn)行檢測(cè)。

進(jìn)一步，所述根據(jù)俯視點(diǎn)云進(jìn)行邊框檢測(cè)這一步驟，具體為：

根據(jù)俯視點(diǎn)云判斷牲畜的三維模型是否與其他物體接觸，若接觸，執(zhí)行以下步驟；反之，判定邊框檢測(cè)符合要求；

計(jì)算三維模型中與其他物體連接的點(diǎn)云的數(shù)量，若連接的點(diǎn)云的數(shù)量大于第一閾值，判定邊框檢測(cè)不符合要求；反之，判定邊框檢測(cè)符合要求。

進(jìn)一步，所述根據(jù)俯視點(diǎn)云獲取牲畜的三維模型上的背脊線這一步驟，具體為：

將俯視點(diǎn)云進(jìn)行平面投影處理，獲得俯視點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的平面坐標(biāo)點(diǎn)；

結(jié)合二次多項(xiàng)式函數(shù)和預(yù)設(shè)損失函數(shù)對(duì)平面坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行擬合，獲得擬合曲線；

獲取擬合曲線上的離散平面坐標(biāo)點(diǎn)，根據(jù)離散平面坐標(biāo)點(diǎn)獲取俯視點(diǎn)云上對(duì)應(yīng)的離散坐標(biāo)點(diǎn)；

對(duì)獲得的離散坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行擬合后，獲得牲畜的三維模型上的背脊線。