[發明專利]一種料槽余食監測方法及系統

在審

• 申請號: 202110185234.8
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN112861734A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 李奇峰;丁露雨;呂陽;馬為紅;高榮華;余禮根;于沁楊
• 申請（專利權）人: 北京農業信息技術研究中心
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/34;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 聶俊偉

本發明提供一種料槽余食監測方法及系統，包括：對目標料槽圖像進行圖像語義分割，獲取料槽子圖像和牛體子圖像，并計算所述料槽子圖像占所述目標料槽圖像的像素百分比；由所有像素百分比大于第一預設閾值的目標料槽圖像，構成有效料槽圖像集；將有效料槽圖像集中的有效料槽圖像輸入至剩余飼料識別模型，獲取所述有效料槽圖像對應的飼料百分比；根據所有飼料百分比的平均值，確定料槽余食的百分比。本發明提供的料槽余食監測方法及系統，采用語義分割和基于遷移學習的圖像識別技術，對采集的飼料槽內圖片進行分類識別出飼料的剩余百分比，具有輕量級、易部署、使用條件寬泛等優點，能有效地提高牛舍內采食日糧監控的數字化程度和智能化水平。

技術領域

本發明涉及人工智能技術領域，尤其涉及一種料槽余食監測方法及系統。

背景技術

隨著養殖行業的快速發展，養殖數量不斷增加、經營規模不斷擴大，養殖技術水平也不斷的提高，但是在整個養殖行業依舊存在飼料添加不合理、管理成本高等問題。在養殖場飼喂管理中一般有三個日糧：調配日糧、投喂日糧、采食日糧。三個日糧統一是提高飼喂精確程度、降低管理成本的重要途徑。生產中，采食日糧通常是采用監測料槽剩料情況，進而反饋調整投喂日糧，保證飼喂足夠的飼料的同時，還需防止空槽，同時減少剩料量，避免不必要的飼料浪費。料槽余食量已成為考評牛場飼喂人員工作業績的重要指標。

目前，料槽余食的監測方法主要有兩種，一種是人工監測，另一種是機器視覺方法。

生產中普遍采用人工監測的方法。該方法采用人工統一收集料槽剩余飼料，然后使用稱重設備分批稱重，人工記錄并整合數據，結合投放的總飼料量，計算得到牛舍總體的剩余飼料量。人工監測的方法需要消耗大量人工成本和時間成本，通常每天只測量1次，且信息量有限，不能得到不同料槽剩料分布情況。機器視覺方法是近年來新發展起來的另一種料槽余食監控的方法。一般是通過目標區域RGB顏色分類，以檢測獲得飼料所在位置、飼料所占的面積比重、飼料的剩余值等信息。

人工監測的方法存在著誤差大、管理困難、成本高等問題，缺乏有效的自動調控方法與系統。現有的機器視覺方法，是通過RGB顏色范圍來判斷飼料部分，并且需要人為的將飼料槽底色涂為光滑的白色，判斷飼料槽為空白的條件是圖像采集的顏色為白色，投放飼料的方式勢必受限制，必須將飼料均勻、輕薄、全面的投放到白色料槽內，這種檢測料草剩余度的先驗假設條件太過苛刻，且沒有給出排除牛體遮擋飼料槽的方案。這使得該方法與實地環境適應性不強，不適合實際生產中的運用，進而限制了飼料剩余檢測技術的推廣。

有鑒于此，一種適應性較強、有效、簡易、智能、部署簡單，且能滿足剩余飼料監控需求的算法顯得格外迫切。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明實施例提供一種料槽余食監測方法及系統。

本發明提供一種料槽余食監測方法，包括：對目標料槽圖像進行圖像語義分割，獲取料槽子圖像和牛體子圖像，并計算料槽子圖像占所述目標料槽圖像的像素百分比；所述目標料槽圖像為料槽圖像集中的任一幀；所述料槽圖像集是按第一預設采樣頻率在第一預設時間段內采集的；由所有像素百分比大于第一預設閾值的目標料槽圖像，構成有效料槽圖像集；將有效料槽圖像集中的有效料槽圖像分別輸入至預先訓練好的剩余飼料識別模型，獲取由剩余飼料識別模型輸出的與每幀有效料槽圖像對應的飼料百分比；根據所有飼料百分比的平均值，確定料槽余食的百分比。

根據本發明提供的一種料槽余食監測方法，在第二預設時間段內，若所有料槽圖像所對應的平均像素百分比大于第二預設閾值，則將第一預設采樣頻率調整至第二預設采樣頻率，并按第二預設采樣頻率繼續采集料槽圖像；所述第二預設采樣頻率高于第一預設采樣頻率。

根據本發明提供的一種料槽余食監測方法，在將所述有效料槽圖像集中的有效料槽圖像分別輸入至預先訓練好的剩余飼料識別模型之前，還包括：按照像素百分比的由高到低，對所述有效料槽圖像集中的有效料槽圖像進行排序，獲取有效料槽圖像序列；