[發(fā)明專利]基于人工智能及BIM的牛飲水槽自蓄水多視圖處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010776264.1
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111931766B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈文星;侯麗;張洪濤;賈海峰;張曉光;薛雙;崔建華;武愛平;張秋菊;廖曉君
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州瑪源網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
• 主分類號: G06K9/32
• 分類號: G06K9/32;G06K9/46;G06T7/246;G06N3/04;A01K29/00;A01K7/02
• 代理公司: 鄭州芝麻知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41173
• 代理人: 朱亞飛

本發(fā)明提供了一種基于人工智能及BIM的牛飲水槽自蓄水多視圖處理方法，該方法包括：基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對各子區(qū)域的圖像進(jìn)行操作得到關(guān)鍵點熱圖，在預(yù)先構(gòu)建好的BIM中定義一個感興趣區(qū)域ROI，結(jié)合ROI，得到牛的位置信息，對關(guān)鍵點熱圖中的關(guān)鍵點進(jìn)行匹配，并進(jìn)行判斷操作，得到牛的朝向信息，對牛髖骨中心點對應(yīng)通道的關(guān)鍵點熱圖進(jìn)行疊加操作得到牛的移動軌跡，根據(jù)移動軌跡得到牛的移動信息，在飲水槽中放置水位傳感器，獲取水位信息；結(jié)合上述信息實現(xiàn)飲水槽自蓄水；該方法只需對得到關(guān)鍵點進(jìn)行進(jìn)一步處理就可以得到上述信息，操作簡單，計算速度快，且解決了現(xiàn)有技術(shù)動物遮擋飲水槽時加水不準(zhǔn)確這一問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人工智能、畜牧領(lǐng)域，尤其是一種基于人工智能及BIM的牛飲水槽自蓄水多視圖處理方法。

背景技術(shù)

畜牧行業(yè)已經(jīng)呈現(xiàn)大規(guī)模、智能化的態(tài)勢，然而對于大范圍的養(yǎng)殖舍區(qū)內(nèi)，畜類的喂養(yǎng)部分仍通過人工方法完成，對于養(yǎng)殖畜類數(shù)量較多的養(yǎng)殖場，該方法所需要的工作量和工作時長過大。

對于牛舍內(nèi)的飲水槽加水方法，目前常用的方法為通過水位傳感器得到水位信息，通過壓力傳感器得知牛位于水槽附近，然后實現(xiàn)牛飲水槽的自動加水。該方法的缺陷在于，壓力傳感器易受到溫度、其他因素如糞便、草料等的影響。且飲水槽內(nèi)水放置的時間過長可能會導(dǎo)致水質(zhì)受損，例如寄生蟲、灰塵等混雜在飲水中，造成牛飲水后出現(xiàn)身體不適。

基于上述壓力傳感器存在的問題，現(xiàn)有技術(shù)提出一種基于計算機(jī)視覺的處理方法：對食槽附近的區(qū)域進(jìn)行圖像采集，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判斷食槽內(nèi)食物的多少及面朝食槽的動物的數(shù)量，以食物的多少、動物的數(shù)量以及動物遮擋食槽的面積占比作為飼料投放的判斷依據(jù)，該方法的缺陷在于，動物對食槽的遮擋面積較大時無法判斷食槽內(nèi)食物的多少，從而難以實現(xiàn)飼料的精準(zhǔn)投放；且該方法在動物相互遮擋的情況下無法準(zhǔn)確的檢測出面朝食槽的動物的數(shù)量，而得到的動物數(shù)量的不準(zhǔn)確，會直接導(dǎo)致投放的食物數(shù)量不準(zhǔn)確，食物投放過多時會導(dǎo)致食物變質(zhì)，造成浪費(fèi)，投放過少時會影響動物的生長情況，嚴(yán)重時會因爭搶食物造成動物受傷甚至死亡。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出了一種基于人工智能及BIM的牛飲水槽自蓄水多視圖處理方法，該方法包括：

步驟一，將養(yǎng)殖舍劃分為多個子區(qū)域，對各子區(qū)域進(jìn)行圖像采集，對采集到的圖像進(jìn)行投影變換、圖像拼接操作后投影到預(yù)先搭建好的養(yǎng)殖舍的BIM中實現(xiàn)實時成像；

步驟二，基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對采集到的各子區(qū)域的圖像進(jìn)行編碼、解碼操作得到關(guān)鍵點熱圖，其中，關(guān)鍵點包括左右兩個牛角的中心點、牛髖骨中心點三類關(guān)鍵點；

步驟三，在BIM中飲水槽附近定義一個感興趣區(qū)域ROI，將關(guān)鍵點熱圖中關(guān)鍵點坐標(biāo)投影到BIM地面坐標(biāo)系中，結(jié)合ROI，判斷關(guān)鍵點是否位于感興趣區(qū)域內(nèi)，得到牛的位置信息，記為事件A，三類關(guān)鍵點位于ROI內(nèi)時，A為1，否則為0；

對關(guān)鍵點熱圖中的關(guān)鍵點進(jìn)行匹配，經(jīng)過判斷操作，得到牛的朝向信息，記為事件B，牛朝向為水槽方向時，B為1，否則為0；

對牛髖骨中心點對應(yīng)通道的關(guān)鍵點熱圖進(jìn)行基于遺忘系數(shù)的熱度疊加操作，得到牛的移動軌跡，設(shè)置一個偏移閾值，根據(jù)牛的移動軌跡計算一定時間段內(nèi)起始幀熱圖與結(jié)束幀熱圖中牛髖骨中心點圖像坐標(biāo)的偏移，該偏移與偏移閾值進(jìn)行比較，得到的結(jié)果記為事件d，當(dāng)偏移大于偏移閾值時，d為1，反之，d為0；當(dāng)?shù)谝淮纬霈F(xiàn)d為1時開始對事件d進(jìn)行后處理操作得到事件d的累加結(jié)果，設(shè)置一個達(dá)標(biāo)值，將累加結(jié)果與達(dá)標(biāo)值進(jìn)行比較，得到牛的移動信息，記為事件C，當(dāng)累加結(jié)果高于達(dá)標(biāo)值時，判斷為牛在移動，C為1，否則，C為0；

在飲水槽中放置水位傳感器，獲取水位信息，記為事件W，當(dāng)水位未達(dá)到正常水位時，W為1，反之，則為0；