[發(fā)明專利]基于機(jī)器視覺的保育豬飼喂器料量自動檢測系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010172748.5
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111406662B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周瓊;殷蔚明;邱雅倩;汪文洋;王倫
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: A01K5/02
• 分類號: A01K5/02;A01K7/02;A01K29/00;G01F1/00;G01F23/00;G01N21/84
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時(shí)代知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 易濱

本發(fā)明提供一種基于機(jī)器視覺的保育豬飼喂器料量自動檢測系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括攝像頭模塊、水閥模塊、流量計(jì)模塊、顯示模塊、主控電路、電機(jī)模塊及電源模塊，主控電路連接其他所有模塊，一方面根據(jù)流量計(jì)模塊計(jì)量得到的下水量控制水閥模塊進(jìn)行自動下水，另一方面根據(jù)攝像頭模塊采集的圖像信息，利用基于OpenCV的目標(biāo)區(qū)域分割方法以及區(qū)域生長算法，確定料盆中的料量情況，進(jìn)而控制電機(jī)模塊進(jìn)行自動下料。本發(fā)明將機(jī)器視覺與保育豬飼喂器相結(jié)合，能夠更好地提高保育豬飼喂器自動下水下料的魯棒性，減小多下或少下的概率，實(shí)現(xiàn)對豬飼料更精準(zhǔn)的投放。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器視覺領(lǐng)域，尤其涉及一種基于機(jī)器視覺的保育豬飼喂器料量自動檢測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

我國養(yǎng)豬業(yè)為滿足市場需求以及農(nóng)民增收發(fā)揮了重要作業(yè)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年我國生豬出欄6.9億頭，豬肉總產(chǎn)量達(dá)5299萬噸，占全球總產(chǎn)量的一半，我國成為世界頭號豬肉生產(chǎn)大國，同時(shí)也是世界豬肉消費(fèi)第一大國。

然而，我國養(yǎng)豬水平與世界水平相比還相對較低，尤其在出欄率、生產(chǎn)率等方面，反映養(yǎng)豬水平的指標(biāo)主要包括母豬年產(chǎn)仔胎數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)、仔豬成活率以及出欄率等。現(xiàn)代育種技術(shù)使得母豬生長速度快、瘦肉率高、產(chǎn)仔數(shù)增加，哺乳母豬體脂儲備不夠，同時(shí)又要分泌大量乳汁，若飼養(yǎng)過程中出現(xiàn)采食量不足，則難以滿足泌乳的營養(yǎng)需求，將直接影響仔豬的斷奶體重和存活率，同時(shí)也會導(dǎo)致母豬體重急速下降，發(fā)情間隔增長，懷孕率下降，胚胎死亡率增加。因此，要提高養(yǎng)豬效率和效益，母豬的生產(chǎn)飼料管理至關(guān)重要。

大量科學(xué)研究和實(shí)踐表明，最大限度地提高母豬泌乳期的飼料采食量，可以提高泌乳量以及后續(xù)的繁殖性能。因此，多數(shù)營養(yǎng)學(xué)家和養(yǎng)豬生產(chǎn)者致力開發(fā)提高母豬采食量的措施，比如改進(jìn)哺乳母豬的飼料配方，提高飼料適口性，提供舒適產(chǎn)房環(huán)境，在滿足采食量的同時(shí)保證充足供水，增加飼喂次數(shù)、少食多餐等等，但這些措施都會增加飼養(yǎng)員的勞動強(qiáng)度，增加人力成本。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種精度高、獲取面大、且成本較低的基于機(jī)器視覺的保育豬飼喂器料量自動檢測系統(tǒng)，可以根據(jù)母豬的采食習(xí)性進(jìn)行多時(shí)段精確飼喂。

本發(fā)明提供一種基于機(jī)器視覺的保育豬飼喂器料量自動檢測系統(tǒng)，安裝在保育豬飼喂器上，包括攝像頭模塊、水閥模塊、流量計(jì)模塊、顯示模塊、電機(jī)模塊、主控電路、以及電源模塊，其中：

所述攝像頭模塊用于采集料盆內(nèi)飼料的圖像信息，所述水閥模塊用于實(shí)現(xiàn)自動下水功能，所述流量計(jì)模塊用于計(jì)量保育豬飼喂器的下水量，所述顯示模塊用于飼養(yǎng)員查看料盤內(nèi)的飼料狀況并進(jìn)行交互操作，所述電機(jī)模塊用于驅(qū)動保育豬飼喂器自動下料，所述電源模塊為整個系統(tǒng)供電；

所述主控電路連接其他所有模塊，一方面根據(jù)所述流量計(jì)模塊計(jì)量得到的下水量，控制所述水閥模塊進(jìn)行自動下水，另一方面根據(jù)所述攝像頭模塊采集的料盆的圖像信息，首先利用基于OpenCV的目標(biāo)區(qū)域分割方法對圖像中的飼料區(qū)域進(jìn)行初分割，然后采用區(qū)域生長算法，對初分割后的圖像進(jìn)行再分割，進(jìn)而確定料盆中的料量情況，最后根據(jù)所述料量情況調(diào)節(jié)所述電機(jī)模塊進(jìn)行自動下料。

進(jìn)一步地，所述攝像頭模塊安裝在所述保育豬飼喂器的料斗的左右兩側(cè)，所述水閥模塊以及所述流量計(jì)模塊安裝在所述保育豬飼喂器的料斗的右下方控制盒內(nèi)，所述顯示模塊安裝在所述保育豬飼喂器的右上方，所述電機(jī)模塊安裝在所述保育豬飼喂器的料斗的正上方。

進(jìn)一步地，飼養(yǎng)員利用所述顯示模塊設(shè)置下料方案以及下水方案。

本發(fā)明還提供一種基于機(jī)器視覺的保育豬飼喂器料量自動檢測方法，采用上述系統(tǒng)，包括以下步驟：

S1、圖像預(yù)處理：攝像頭模塊采集保育豬飼喂器的料盆的圖像信息并發(fā)送至主控電路，主控電路對所述圖像信息進(jìn)行預(yù)處理；

S2、飼料區(qū)域初分割：主控電路采用OpenCV的目標(biāo)區(qū)域分割方法獲取候選區(qū)域目標(biāo)，再結(jié)合飼料的顏色特征，得到飼料區(qū)域在圖像中的位置；