移动式智慧物联电动测量车制造技术

本发明专利技术提供一种移动式智慧物联电动测量车，包括电动底盘、畜牧称、检测笼、测量光栅、景深立体相机、工控机；畜牧称用于称量检测笼内被测禽畜的重量；测量光栅将未被受光器接收的光束中距离畜牧称最远的一条光束与畜牧称上表面的距离作为被测禽畜的体高反馈至工控机；景深相机设置在检测笼顶部，俯视拍摄检测笼内部的被测禽畜，形成一三维立体图像后发送至工控机，工控机接收景深相机发送的三维立体图像，将之导入深度学习模块，计算得出被测禽畜的体长和体宽。本发明专利技术搭建专用检测笼，基于深度图像检测猪只俯视轮廓，借助深度学习OPEN CV计算机视觉算法，通过红外光束对体高关键点精准测量，综合分析，快速精准检测种猪生理体征信息。

Mobile Intelligent Object-Linked Electric Measuring Vehicle

The invention provides a mobile intelligent object-linked electric measuring vehicle, including electric chassis, animal husbandry scale, detection cage, measuring grating, depth-of-field stereo camera and industrial computer; animal husbandry scale is used to weigh and detect the weight of livestock measured in cage; measuring grating regards the distance between the longest beam of light not received by the receiver and the upper surface of animal husbandry scale as the body of the livestock measured. The depth-of-field camera is set on the top of the detection cage, and the measured livestock and poultry inside the detection cage are photographed. A three-dimensional image is formed and sent to the industrial computer. The industrial computer receives the three-dimensional image sent by the depth-of-field camera and imports it into the depth learning module to calculate the body length and width of the measured livestock and poultry. The invention builds a special detection cage, detects the overhead profile of pigs based on depth image, *uses depth learning OPEN*CV computer vision algorithm, and accurately measures the key points of body height by infrared beam, and comprehensively analyses, so as to quickly and accurately detect the physiological signs of breeding pigs.

【技术实现步骤摘要】
移动式智慧物联电动测量车
本专利技术涉及种猪生理体征监测系统及畜禽测量设备领域，具体而言涉及一种移动式智慧物联电动测量车。
技术介绍
猪的体尺是评价猪生长的重要参数，也是种猪选育的重要指标。猪体长、体宽、体高、胸围等三维体尺与体质量呈正相关，可测出体尺的同时估测体质量，但全靠手工体尺测量效率很低，当然有经验的养殖人员虽然也能够通过目测体尺估测体质量，但这种方法无法快速复制和推广，且误差较大。机器视觉技术可以无接触、准确地测量物体外形和表征信息，避免传统测量方法导致动物应激，提高测量准确性。目前使用机器视觉技术测量动物的体尺和性状已有较多研究。单个相机侧面拍照获取猪体高度的方法较为直接，但猪只间容易相互遮挡，难以应用于猪场；侧面放置相机的方法多数应用于测量经过固定线路的种猪体型；基于双目视觉技术的猪体尺自动检测与体质量估测系统，利用基于凹陷结构和凸包分析的猪体尺测点提取算法，实现种猪体尺的测量，该系统检测算法提取成功率不高，利用色彩或灰度图像提取猪体轮廓，难以适应猪舍多变的光照环境，猪身上的脏污和地面高光物体会造成轮廓提取错误。深度图像也称距离图像，记录场景中各点与相机间的距离信息，反映物体表面的三维特征，基于深度图像提取物体轮廓可有效区分图像前景和背景，避免因背景和前景颜色接近造成的轮廓提取错误问题。景深摄像机Kinect解决了快速获取物体深度信息的难题，但体质量仍无法准确测量，且距离超过1.5m后检测精度变差。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种移动式智慧物联电动测量车，搭建专用检测笼，基于深度图像检测猪只俯视轮廓，借助深度学习OPENCV计算机视觉算法，通过红外光束对体高关键点精准测量，综合分析，快速精准检测种猪生理体征信息。为达成上述目的，本专利技术提出一种移动式智慧物联电动测量车，适于畜禽生理体征监测，所述测量车包括电动底盘、以及设置中电动底盘上的畜牧称、检测笼、测量光栅、景深立体相机、工控机、电池。所述工控机固定在测量车上，分别与电动底盘、畜牧称、测量光栅、景深立体相机电连接；工控机上设置有一测量开关，工控机响应于测量开关被开启，分别发送一启动指令至畜牧称、测量光栅、景深立体相机。所述电动底盘底部设置有移动轮、以及驱动移动轮转动的电机，电机与工控机电连接，根据工控机的指令驱动电机转动，以使电动底盘向一指定方向移动。所述检测笼固定在电动底盘上方，随电动底盘移动，其相对的两个侧面被设置成开口端或者可打开的活动端，其中一个侧面被定义成测量入口，另一个侧面被定义成测量出口。在一些例子中，测量入口和测量出口所在侧面上各安装有一伸缩门，用来作为入口和出口，伸缩门上安装有门磁栓。所述畜牧称水平放置在检测笼底部，畜牧称上设置有至少一个用以称重的称重传感器，所述称重传感器的探测端固定在畜牧称上，另一端平放在电动底盘内。所述畜牧称响应于接收到工控机的启动指令，称量检测笼内被测禽畜的重量，并将称量值作为被测禽畜的体重反馈至工控机。所述测量光栅包括平行设置的一发光器和一受光器，发光器和受光器分别设置在检测笼临近测量入口的两个侧面上，垂直于畜牧称上表面、并且发光器和受光器临近畜牧称的一端与畜牧称上表面之间均存在一设定距离，发光器发出光束均平行于畜牧称上表面，并且，如果检测笼内为空，发光器发出的全部光束穿过检测笼内部空间被受光器接收。所述测量光栅响应于接收到工控机的启动指令，驱动发光器发出光束，并且将未被受光器接收的光束中距离畜牧称最远的一条光束与畜牧称上表面的距离作为被测禽畜的体高反馈至工控机。所述景深相机设置在检测笼顶部，响应于接收到工控机的启动指令，俯视拍摄检测笼内部的被测禽畜，形成一三维立体图像后发送至工控机，工控机内设置有一深度学习模块，工控机接收景深相机发送的三维立体图像，将之导入深度学习模块，计算得出被测禽畜的体长和体宽。所述电池固定在测量车上，分别与电动底盘、畜牧称、测量光栅、景深立体相机、工控机电连接，用以提供电动底盘、畜牧称、测量光栅、景深立体相机、工控机工作所需的电能。进一步的实施例中，所述电动底盘四周设置有若干个固定圆盘。所述畜牧称四角各设置有一个用以称重的称重传感器，所述称重传感器的探测端固定在畜牧称上，另一端平放在电动底盘四周的固定圆盘中。进一步的实施例中，所述电动底盘下方设置有一用以限制电动底盘位置的限位器。所述检测笼的测量入口和测量出口处分别设置有一坡度踏板。进一步的实施例中，所述工控机包括一网络接口，用以将工控机接入网络以实现数据传输。进一步的实施例中，检测笼顶部未设置栅栏、而另外设置以可移动式升降杆上，可移动式升降杆垂直于畜牧称，所述景深立体相机安装在可移动式升降杆上。进一步的实施例中，所述电池为锂电池，包括用以提供电动底盘的电机工作所需的第一锂电池和提供畜牧称、测量光栅、景深立体相机、工控机工作所需电能的第二锂电池。进一步的实施例中，所述移动式智慧物联电动测量车还包括一工业高清相机。所述工业高清相机设置在检测笼内，与工控机电连接，根据工控机的启动指令以采集一固定方向的检测笼内图像，并且将采集的图像反馈至工控机。进一步的实施例中，所述工控机接收工业高清相机发送的图像，计算得到种猪轮廓的任意一个点位，将该点位与景深相机深度学习算出的该点位的结果进行校对。如果校对后的误差大于设定误差阈值，工控机对景深相机发送的三维立体图像重新导入深度学习模块，计算获取被测禽畜的轮廓，与工业高清相机发送的图像重新做校对，循环该过程直至两者校对一致。进一步的实施例中，所述深度学习模块采用OPENCV计算机视觉算法。进一步的实施例中，如果被测禽畜为种猪，所述工控机接收景深相机发送的三维立体图像，将之导入深度学习模块，计算得出被测禽畜的体长和体宽的方法包括：S1：读取左右图像及校准参数，图像匹配计算稠密视差图，进而计算得出深度图像。S2：基于步骤S1中获取的深度图像，依次做深度减法、二值化处理、粒子过滤以获取猪体轮廓。S3：计算猪体轮廓中的凹陷点，筛选获取猪体的脖颈和尾根截取点，进而计算得到体尺测量关键点，根据测量关键点以计算体尺。进一步的实施例中，所述步骤S3中，计算得到体尺测量关键点，根据测量关键点以计算体尺的方法包括：S31：计算得到被测种猪尾部和两耳连接处的点位各一个，将之作为体长测量关键点，计算得到被测种猪肩部最宽处两端的点位，将之作为体宽测量关键点。S32：将两个体宽测量关键点之间的直线距离作为被测种猪的体宽。S33：将两个体长测量关键点之间的轮廓体长根据像素分成M*M等份单位体长，每个单位体长的两端与景深相机构成一三角形，计算得到每个三角形的角度、以及每个单位体长的两端到景深相机的长度ai-1和ai，计算得到对应的单位体长的长度bi，进而计算得到两个体长测量关键点之间的轮廓体长的长度i＝1,2,…,n，n＝M*M。S34：根据公式S＝B+B*0.0932计算得到被测种猪的体长S。以上本专利技术的技术方案，与现有相比，其显著的有益效果在于：1)检测笼使用方便，安全牢固。2)检测笼配有电子台秤，能精准测量种猪体质量，并通过采集器无线上传到手机APP中。3)系统体尺测量采用深度图像分析测量为主，红外测量为辅。两者相互判断印证，达到最优体尺测量结果4)通过工业高分辨率相机对结果进行校对，不一致后台会自动重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动式智慧物联电动测量车，适于畜禽生理体征监测，其特征在于，所述测量车包括电动底盘、以及设置中电动底盘上的畜牧称、检测笼、测量光栅、景深立体相机、工控机、电池；所述工控机固定在测量车上，分别与电动底盘、畜牧称、测量光栅、景深立体相机电连接；工控机上设置有一测量开关，工控机响应于测量开关被开启，分别发送一启动指令至畜牧称、测量光栅、景深立体相机；所述电动底盘底部设置有移动轮、以及驱动移动轮转动的电机，电机与工控机电连接，根据工控机的指令驱动电机转动，以使电动底盘向一指定方向移动；所述检测笼固定在电动底盘上方，随电动底盘移动，其相对的两个侧面被设置成开口端或者可打开的活动端，其中一个侧面被定义成测量入口，另一个侧面被定义成测量出口；所述畜牧称水平放置在检测笼底部，畜牧称上设置有至少一个用以称重的称重传感器，所述称重传感器的探测端固定在畜牧称上，另一端平放在电动底盘内；所述畜牧称响应于接收到工控机的启动指令，称量检测笼内被测禽畜的重量，并将称量值作为被测禽畜的体重反馈至工控机；所述测量光栅包括平行设置的一发光器和一受光器，发光器和受光器分别设置在检测笼临近测量入口的两个侧面上，垂直于畜牧称上表面、并且发光器和受光器临近畜牧称的一端与畜牧称上表面之间均存在一设定距离，发光器发出光束均平行于畜牧称上表面，并且，如果检测笼内为空，发光器发出的全部光束穿过检测笼内部空间被受光器接收；所述测量光栅响应于接收到工控机的启动指令，驱动发光器发出光束，并且将未被受光器接收的光束中距离畜牧称最远的一条光束与畜牧称上表面的距离作为被测禽畜的体高反馈至工控机；所述景深立体相机设置在检测笼顶部，响应于接收到工控机的启动指令，俯视拍摄检测笼内部的被测禽畜，形成一三维立体图像后发送至工控机，工控机内设置有一深度学习模块，工控机接收景深立体相机发送的三维立体图像，将之导入深度学习模块，计算得出被测禽畜的体长和体宽；所述电池固定在测量车上，分别与电动底盘、畜牧称、测量光栅、景深立体相机、工控机电连接，用以提供电动底盘、畜牧称、测量光栅、景深立体相机、工控机工作所需的电能。...

【技术特征摘要】
1.一种移动式智慧物联电动测量车，适于畜禽生理体征监测，其特征在于，所述测量车包括电动底盘、以及设置中电动底盘上的畜牧称、检测笼、测量光栅、景深立体相机、工控机、电池；所述工控机固定在测量车上，分别与电动底盘、畜牧称、测量光栅、景深立体相机电连接；工控机上设置有一测量开关，工控机响应于测量开关被开启，分别发送一启动指令至畜牧称、测量光栅、景深立体相机；所述电动底盘底部设置有移动轮、以及驱动移动轮转动的电机，电机与工控机电连接，根据工控机的指令驱动电机转动，以使电动底盘向一指定方向移动；所述检测笼固定在电动底盘上方，随电动底盘移动，其相对的两个侧面被设置成开口端或者可打开的活动端，其中一个侧面被定义成测量入口，另一个侧面被定义成测量出口；所述畜牧称水平放置在检测笼底部，畜牧称上设置有至少一个用以称重的称重传感器，所述称重传感器的探测端固定在畜牧称上，另一端平放在电动底盘内；所述畜牧称响应于接收到工控机的启动指令，称量检测笼内被测禽畜的重量，并将称量值作为被测禽畜的体重反馈至工控机；所述测量光栅包括平行设置的一发光器和一受光器，发光器和受光器分别设置在检测笼临近测量入口的两个侧面上，垂直于畜牧称上表面、并且发光器和受光器临近畜牧称的一端与畜牧称上表面之间均存在一设定距离，发光器发出光束均平行于畜牧称上表面，并且，如果检测笼内为空，发光器发出的全部光束穿过检测笼内部空间被受光器接收；所述测量光栅响应于接收到工控机的启动指令，驱动发光器发出光束，并且将未被受光器接收的光束中距离畜牧称最远的一条光束与畜牧称上表面的距离作为被测禽畜的体高反馈至工控机；所述景深立体相机设置在检测笼顶部，响应于接收到工控机的启动指令，俯视拍摄检测笼内部的被测禽畜，形成一三维立体图像后发送至工控机，工控机内设置有一深度学习模块，工控机接收景深立体相机发送的三维立体图像，将之导入深度学习模块，计算得出被测禽畜的体长和体宽；所述电池固定在测量车上，分别与电动底盘、畜牧称、测量光栅、景深立体相机、工控机电连接，用以提供电动底盘、畜牧称、测量光栅、景深立体相机、工控机工作所需的电能。2.根据权利要求1所述的移动式智慧物联电动测量车，其特征在于，所述电动底盘四周设置有若干个固定圆盘；所述畜牧称四角各设置有一个用以称重的称重传感器，所述称重传感器的探测端固定在畜牧称上，另一端平放在电动底盘四周的固定圆盘中。3.根据权利要求1所述的移动式智慧物联电动测量车，其特征在于，所述电动底盘下方设置有一用以限制电动底盘位置的限位器；所述检测笼的测量入口和测量出口处分别设置有一坡度踏板。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海军，刘卫民，蔡东森，袁咏刚，方金津，王鹏，徐伟风，王秀，
申请(专利权)人：南京市畜牧家禽科学研究所南京市家畜品种改良站，江苏叁拾叁信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32