桿狀平臺(tái)的雞現(xiàn)場(chǎng)稱重系統(tǒng)與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及了一種禽類數(shù)據(jù)采集的方法與裝置，尤其涉及了一種桿狀平臺(tái)的雞現(xiàn) 場(chǎng)稱重系統(tǒng)與方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們對(duì)雞肉消費(fèi)量的不斷增加，肉雞規(guī)?；B(yǎng)殖越來(lái)越普遍。體重是肉雞養(yǎng) 殖過程中的重要指標(biāo)，其不僅可以直接體現(xiàn)產(chǎn)量，同時(shí)也可以反映生長(zhǎng)狀況。如果獲得生長(zhǎng) 過程中的增重曲線，則可以預(yù)測(cè)生長(zhǎng)趨勢(shì)與出欄時(shí)間，若與一般體重增長(zhǎng)曲線對(duì)比分析，則 可以發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)過程中的異常狀況，指導(dǎo)養(yǎng)殖管理人員做出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。
[0003] 我國(guó)的雞養(yǎng)殖行業(yè)，目前普遍采用的是人工稱重的方法。人工稱重方法是先將雞 群均勻分散后隨機(jī)取點(diǎn)，再選擇點(diǎn)位內(nèi)的雞稱重。這種方法耗時(shí)耗力，最終數(shù)據(jù)受人工具體 的操作方式干擾，且會(huì)對(duì)雞群的生長(zhǎng)造成驚擾，若管理人員手法不夠柔和則會(huì)損害雞的健 康，同時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間在雞舍中也不利于管理人員的身體健康。
[0004] 現(xiàn)有的自動(dòng)化家禽稱重系統(tǒng)在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家80年代就已經(jīng)出現(xiàn)，其主要設(shè)計(jì)思 路就是一個(gè)雞的站立位置、一個(gè)壓力傳感器和數(shù)據(jù)處理和存數(shù)單元組成，但在我大規(guī)模肉 雞養(yǎng)殖行業(yè)里的應(yīng)用并不常見，售價(jià)過高是一方面，同時(shí)在應(yīng)用上也存在一些問題。其設(shè)計(jì) 的問題在于，一、裝置一次可同時(shí)稱重的雞數(shù)量少，多為一次只稱一只雞，這導(dǎo)致采樣樣本 量過少往往造成結(jié)果誤差增大。二、許多研究表明，在生長(zhǎng)的中后期，體重較重的雞上秤的 次數(shù)少于體重較輕的雞；對(duì)雞身體部分倚靠在秤上這種情況無(wú)法進(jìn)行判斷，這使得稱重結(jié) 果往往偏輕。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服【背景技術(shù)】中人工隨機(jī)抽樣稱重和現(xiàn)有自動(dòng)稱重系統(tǒng)的多方面不足，本發(fā) 明的目的在于提供一種桿狀平臺(tái)的雞現(xiàn)場(chǎng)稱重系統(tǒng)與方法。利用禽類喜歡有站立在高處桿 狀物體上的特性，通過計(jì)算機(jī)視覺識(shí)別觸發(fā)稱重瞬間處于桿狀稱重平臺(tái)上的雞的數(shù)量和通 過圖像信息估計(jì)稱重桿上和周圍雞的體重，結(jié)合稱重模塊傳回的體重?cái)?shù)據(jù)計(jì)算得到精確的 平均體重。實(shí)際使用過程中只需將本系統(tǒng)放置在雞舍內(nèi)，即可記錄雞群的體重增長(zhǎng)情況。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0007] -、一種桿狀平臺(tái)的雞現(xiàn)場(chǎng)稱重系統(tǒng)：
[0008] 包括稱重桿、相機(jī)、相機(jī)安裝架、計(jì)算機(jī)和兩個(gè)稱重模塊；兩個(gè)稱重模塊之間連接 稱重桿構(gòu)成桿狀稱重平臺(tái)，被稱重的雞站在稱重桿上，稱重桿將重量傳遞到兩端的稱重模 塊，相機(jī)通過相機(jī)安裝架安裝在稱重桿的正上方，相機(jī)的攝像頭朝向正下方的稱重桿，稱重 模塊和相機(jī)均與計(jì)算機(jī)相連。
[0009] 所述的相機(jī)安裝架包括一根水平安裝桿和兩根豎直支桿，兩根豎直支桿分別固定 于兩個(gè)稱重模塊上，一根水平安裝桿兩端分別固定連接在兩根豎直支桿頂端上，相機(jī)固定 安裝在水平安裝桿的中部。
[0010] 所述的稱重模塊包括外殼以及置于外殼內(nèi)的壓力傳感器、控制電路和用于增加重 量的鐵塊，外殼構(gòu)成一個(gè)封閉空間，稱重桿端部穿過外殼安裝到壓力傳感器上，壓力傳感器 經(jīng)控制電路與計(jì)算機(jī)連接。
[0011] 所述的外殼可以采用長(zhǎng)方體外殼或圓錐形外殼。
[0012] 所述的稱重桿為0. 2~5米長(zhǎng)的不銹鋼方管、扁管或圓管，具有剛性不彎曲，且內(nèi) 部中空用于壓力傳感器和控制電路之間的連接線通過。
[0013] 所述的相機(jī)的視場(chǎng)必須覆蓋稱重桿的長(zhǎng)度。
[0014] 二、一種桿狀平臺(tái)的雞現(xiàn)場(chǎng)稱重方法：
[0015] 搭建上述系統(tǒng)，雞站上稱重桿后，稱重模塊間隔3-10分鐘時(shí)間進(jìn)行稱重，獲得站 在稱重桿上雞穩(wěn)定的秤上總體重?cái)?shù)據(jù)，每次稱重的同時(shí)計(jì)算機(jī)觸發(fā)相機(jī)進(jìn)行拍照，計(jì)算機(jī) 根據(jù)圖像信息獲得秤上雞平均體重、桿上雞平均體重估計(jì)值和桿周圍雞平均體重估計(jì)值， 結(jié)合三個(gè)體重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得最終的有效單次雞平均體重；將一天內(nèi)記錄的有效單次 雞平均體重再取平均值，獲得雞群日平均體重。選擇養(yǎng)殖時(shí)間段繪制圖表獲得雞群的平均 體重增長(zhǎng)情況和個(gè)體差異變化情況，由此對(duì)雞群整個(gè)生長(zhǎng)過程進(jìn)行持續(xù)的體重監(jiān)控。
[0016] 所述的最終的有效單次雞平均體重具體采用以下方式獲得：
[0017] 1)對(duì)圖像數(shù)據(jù)的HSV空間的顏色信息進(jìn)行分割并識(shí)別出站在稱重桿上的雞數(shù)量， 將秤上總體重?cái)?shù)據(jù)除以雞數(shù)量得到秤上雞平均體重；
[0018] 2)并利用處理后圖像數(shù)據(jù)中雞個(gè)體的面積，代入已獲得的雞的數(shù)據(jù)關(guān)系模型，獲 得稱重桿上雞平均體重估計(jì)值和桿周圍雞平均體重估計(jì)值，數(shù)據(jù)關(guān)系模型為照片圖像中雞 所占面積、雞的空間位置和雞個(gè)體體重三者之間的關(guān)系模型；
[0019] 3)若步驟1)獲得的秤上雞平均體重相比步驟2)獲得的桿上雞平均體重估計(jì)值相 差在桿上雞平均體重估計(jì)值的±30%范圍以內(nèi)，則保留該次步驟1)獲得的秤上雞平均體 重，并與步驟2)獲得的桿周圍雞平均體重估計(jì)值計(jì)算平均值，作為有效單次雞平均體重， 否則作為無(wú)效數(shù)據(jù)剔除。此步驟可解決稱重系統(tǒng)的某些數(shù)據(jù)異常和常見的結(jié)果偏輕的問 題。
[0020] 所述的利用已獲得的數(shù)據(jù)關(guān)系模型對(duì)圖像數(shù)據(jù)的HSV空間的顏色信息進(jìn)行分割 并識(shí)別出站在稱重桿上的雞數(shù)量具體如下：
[0021] I. 1)截取包含有稱重桿及其附近的圖像區(qū)域作為感興趣區(qū)域ROI ;
[0022] 1. 2)將色彩空間轉(zhuǎn)換至HSV空間；
[0023] 1. 3)對(duì)于黃羽雞，對(duì)HSV空間的h分量反色處理后以灰度值225進(jìn)行閾值分割，對(duì) HSV空間的s分量以灰度值70進(jìn)行閾值分割，將處理后的h分量和s分量進(jìn)行與運(yùn)算；
[0024] 1. 4)進(jìn)行形態(tài)學(xué)濾波，用5X5算子進(jìn)行開運(yùn)算，將獲得到的相鄰前景目標(biāo)連通組 成前景目標(biāo)區(qū)域，前景目標(biāo)為包含有站在稱重桿上雞的像素區(qū)域；
[0025] 1. 5)再對(duì)處理后的圖像進(jìn)行去除小面積區(qū)域處理，小面積區(qū)域?yàn)樾∮诋?dāng)前日齡下 統(tǒng)計(jì)的雞平均面積大小的1/2的區(qū)域。當(dāng)前日齡下雞的平均面積大小通過雞的數(shù)據(jù)關(guān)系模 型統(tǒng)計(jì)獲得；
[0026] 1.6)用基于曲率的方法對(duì)前景目標(biāo)區(qū)域中多只雞連在一起的像素區(qū)域進(jìn)行連通 區(qū)域分割；
[0027] 1. 7)對(duì)步驟1. 6)分割后的連通區(qū)域統(tǒng)計(jì)形心坐標(biāo)，統(tǒng)計(jì)在稱重桿周圍相鄰20像 素矩形的連通區(qū)域內(nèi)的形心坐標(biāo)總數(shù)，作為最終的雞只數(shù)。
[0028] 對(duì)于白羽雞，所述的步驟1. 3)可替換為：對(duì)HSV空間的s分量做反色處理，并以灰 度值230進(jìn)行閾值分割。
[0029] 本發(fā)明具有的有益的效果是：
[0030] 1、本發(fā)明桿狀稱重平臺(tái)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)對(duì)雞更具吸引力，同時(shí)稱重桿有較長(zhǎng)的長(zhǎng)度， 可增加雞站上稱重系統(tǒng)的頻率以獲得更大的采樣量，因此增加了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性；同時(shí) 桿狀設(shè)計(jì)限制了雞的站立姿勢(shì)，大大減小了糞便落在桿子上的可能性。可以根據(jù)需要設(shè)置1 根或1根以上稱重桿，并根據(jù)雞的高度調(diào)整距離地面的位置，便于使更多的雞站上去，獲得 更多采樣量，從而提高結(jié)果準(zhǔn)確性。
[0031] 2、本發(fā)明通過相機(jī)的輔助，不僅可獲得站在秤上的雞數(shù)，同時(shí)可以通過雞數(shù)據(jù)關(guān) 系模型，估計(jì)稱重桿上和周圍雞的體重，以此獲得更大采樣量。將稱重模塊獲得的平均體重 和秤上雞圖像估計(jì)體重值相對(duì)比，若相差過大則為錯(cuò)誤稱重?cái)?shù)據(jù)，刪除該次數(shù)據(jù)。將周圍雞 圖像體重估計(jì)值與裝置稱重結(jié)果相結(jié)合，一定程度上解決了稱重系統(tǒng)常見的結(jié)果偏輕的問 題。
[0032] 3、通過獲得的實(shí)際增重曲線與正常增重曲線對(duì)比，可以判斷飼料供應(yīng)等雞舍管理 是否存在問題，并可預(yù)測(cè)出欄時(shí)間。
[0033] 4、最大程度上減小了稱重過程中人為因素的干擾，避免了應(yīng)激產(chǎn)生。
[0034] 5、整個(gè)養(yǎng)殖過程中開啟該系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確地獲得不同生長(zhǎng)階段的家禽體重，減小 了雞舍工作人員的工作量和健康風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說明】
[0035] 圖1是本發(fā)明采用單個(gè)稱重桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036] 圖2是本發(fā)明采用雙稱重桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037] 圖3是本發(fā)明的長(zhǎng)方體稱重模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038] 圖4是本發(fā)明的圓錐形稱重模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039] 圖5是本發(fā)明計(jì)算機(jī)控制流程圖。
[0040] 圖6是本發(fā)明稱重模塊控制流程圖。
[0041] 圖7是本發(fā)明圖像處理獲得雞只數(shù)量的流程圖。<