基于图像识别的奶牛产奶量自动监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于图像识别的奶牛产奶量自动监测系统，其中，包括：挤奶系统，其包括挤奶机、奶瓶、液位传感器和控制器；监控平台，其包括用于用户远程操作的显示终端以及内置于显示终端内的奶牛信息数据库；奶牛信息数据库记录各个奶牛的相关信息；刻度识别系统，其通讯连接到监控平台，刻度识别系统包括摄像头、奶牛识别单元、刻度识别单元以及存储模块。本发明专利技术奶牛产奶量自动监测系统能够对奶瓶内的液面进行准确定位并进行刻度的自动识别读取，易于操作并节省了劳动力，实现奶牛产奶量监控的自动化。

Automatic Monitoring System for Milk Yield of Dairy Cows Based on Image Recognition

The invention discloses an automatic monitoring system for dairy cow milk yield based on image recognition, which includes: a milking system, including a milking machine, a bottle, a liquid level sensor and a controller; a monitoring platform, including a display terminal for remote operation by users and a dairy cow information database embedded in the display terminal; and a dairy cow information database to record the relevant information of each dairy cow. The calibration recognition system, whose communication is connected to the monitoring platform, includes camera, cow identification unit, calibration identification unit and storage module. The automatic monitoring system for milk production of dairy cows can accurately locate the liquid level in the bottle and automatically identify and read the scale, which is easy to operate and saves labor, and realizes the automation of milk production monitoring of dairy cows.

【技术实现步骤摘要】
基于图像识别的奶牛产奶量自动监测系统
本专利技术涉及奶牛饲养设备
，特别涉及一种基于图像识别的奶牛产奶量自动监测系统。
技术介绍
随着科技的发展，国内规模化奶牛场在生产管理上逐步实施精细化管理，科学化养殖越来越受到人们关注，但在奶牛产奶量监控方面，我国的自动化技术还不够完善，尤其是对产奶量自动识别和读取方面，目前一般的奶牛场都是需要人工将奶瓶内的牛奶对应刻度值读取和记录。而对每天对奶牛产奶量的统计工作对牛群的产奶性能和整个奶牛场的盈利能力都有巨大影响。人工读取和统计产奶量的操作方式，容易产生误差且效率不高。图像识别是指利用计算机对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对像的技术。如今，计算机计量刻度广泛应用于工业生产，医疗和科学实验中，并发挥着举足轻重的作用。计算机计量刻度采用自动化识别和读取刻度，与人工识别和读取刻度相比具有准确度高并且高效率的优点。因此研究实现一种基于图像识别的奶牛产奶量自动监测系统，来代替人工识别这一枯燥而劳累的工作是非常有必要，并且具有广泛发展前景的。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种基于图像识别的奶牛产奶量自动监测系统，能够对奶瓶内的液面进行准确定位并进行刻度的自动识别读取，易于操作并节省了劳动力，实现奶牛产奶量监控的自动化。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供一种基于图像识别的奶牛产奶量自动监测系统，包括：挤奶系统，其包括挤奶机、奶瓶、液位传感器和控制器；所述挤奶机和奶瓶通过输奶管连接，所述输奶管上设置有第一电磁阀；所述液位传感器设置在所述奶瓶内，所述液位传感器用于测量所述奶瓶内牛奶的液位；所述控制器分别连接所述第一电磁阀和所述液位传感器。刻度识别系统，其包括：摄像头，其设置在所述挤奶机上，所述摄像头用于采集所述奶瓶的实时奶瓶图像。奶牛识别单元，其包括设置在所述挤奶机上的RFID读写器和设置在奶牛上的RFID标签，各RFID标签上记录有该奶牛的信息数据，所述RFID读写器用于识别所述RFID标签上记录的奶牛信息数据。刻度识别单元，其包括液面定位模块、奶瓶图像分割模块以及刻度特征提取及识别模块；所述液面定位模块用于将所述摄像头获取的所述奶瓶图像分为刻度区域和非刻度区域并进行分割，并实现对液面的准确定位；所述奶瓶图像分割模块用于准确的分隔出所述刻度区域，利用投影和Shen算法分隔刻度值和刻度线；所述刻度特征提取及识别模块根据大刻度线等间距实现小刻度线按比例定位的方法，通过对刻度值进行分析，采用近邻算法实现刻度的识别并获取刻度值数据。存储模块，其用于将所述奶牛识别单元获取的奶牛信息数据与所述刻度识别单元获取的刻度值数据匹配并生成奶牛产奶量数据库。优选的是，还包括监控平台，其分别通讯连接到所述挤奶系统的控制器和所述刻度识别系统的存储模块；所述监控平台包括用于用户远程操作的显示终端以及内置于所述显示终端内的奶牛信息数据库；所述奶牛信息数据库记录各个奶牛的相关信息；所述存储模块与所述显示终端通讯连接，并将所述奶牛产奶量数据库传递至所述显示终端。优选的是，所述奶牛信息数据库中存储的奶牛信息数据包括:所有奶牛的数量、每只奶牛的品种和编号、每只奶牛的年龄以及每只奶牛处于哺乳期的天数和日期。优选的是，所述液面定位模块实现液面准确定位的具体方法为：利用Shen算法对所述奶瓶图像的奶液区域进行自适应阈值分割，找到奶液区域；然后通过区域标记法找出奶液区域；最后对粗糙的液面进行平滑运算，对液面进行准确定位。优选的是，还包括产奶预测系统，其设置在所述显示终端内，所述产奶预测系统包括处理模块和提醒模块；所述处理模块根据所述奶牛信息数据库中每只奶牛的年龄和哺乳期天数及日期以及奶牛产奶量数据库中每只奶牛对应的产奶量预测每只奶牛下一次的哺乳时间以及产奶量；所述提醒模块根据所述处理模块预测的每只奶牛的下一次哺乳时间在预测时间生成提醒信息，并通过所述显示终端进行显示。优选的是，还包括异常警报单元，其设置在所述显示终端内，所述异常警报单元包括判断模块和警报模块；所述判断模块将所述奶牛产奶量中记录的每只奶牛的产奶量与所述产奶预测系统中所述处理模块预测的每只奶牛的预测产奶量进行匹配并进行误差判定，当判断模块判定奶牛的产奶量与预测产奶量之间的误差值超过预定值，所述警报模块生成警报信号并通过所述显示终端进行显示。优选的是，所述奶瓶内设置有自动清洗装置，所述自动清洗装置包括进水管、水箱和喷头；所述水箱通过所述进水管与所述奶瓶连接，所述进水管的端口设置有喷头，所述进水管上设置有第二电磁阀。优选的是，所述奶瓶下端开设有出水口，所述出水口上设置有第三电磁阀；所述第二电磁阀和所述第三电磁阀与所述控制器连接，并由所述控制器控制所述第二电磁阀和所述第三电磁阀的开启和关闭。本专利技术至少包括以下有益效果：通过挤奶系统中输奶管上的第一电磁阀和奶瓶内的液位传感器与控制器的设置，实现对奶瓶内奶量的监控，以防止奶瓶内承装牛奶过量，造成牛奶的浪费；通过刻度识别系统的设置，实现了对液面的准确定位以及液面刻度的自动读取和记录，并生成奶牛产奶量数据库，提高整个奶牛产奶处理过程的效率和准确度，易于操作并节省了劳动力，避免了传统的人工读取刻度的方法造成的误差，提高自动化生产水平。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术所述基于图像识别的奶牛产奶量自动监测系统的控制流程图；图2为本专利技术所述基于图像识别的奶牛产奶量自动监测系统中自动清洗装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。如图1所示，本专利技术提供一种基于图像识别的奶牛产奶量自动监测系统，其中，包括：挤奶系统，其包括挤奶机、奶瓶10、液位传感器和控制器；所述挤奶机和奶瓶10通过输奶管11连接，所述输奶管11上设置有第一电磁阀12；所述液位传感器设置在所述奶瓶10内，所述液位传感器用于测量所述奶瓶10内牛奶的液位；所述控制器分别连接所述第一电磁阀12和所述液位传感器。刻度识别系统，其包括：摄像头，其设置在所述挤奶机上，所述摄像头用于采集所述奶瓶10的实时奶瓶图像。奶牛识别单元，其包括设置在所述挤奶机上的RFID读写器和设置在奶牛上的RFID标签，各RFID标签上记录有该奶牛的信息数据，所述RFID读写器用于识别所述RFID标签上记录的奶牛信息数据。刻度识别单元，其包括液面定位模块、奶瓶图像分割模块以及刻度特征提取及识别模块；所述液面定位模块用于将所述摄像头获取的所述奶瓶图像分为刻度区域和非刻度区域并进行分割，并实现对液面的准确定位；所述奶瓶图像分割模块用于准确的分隔出所述刻度区域，利用投影和Shen算法分隔刻度值和刻度线；所述刻度特征提取及识别模块根据大刻度线等间距实现小刻度线按比例定位的方法，通过对刻度值进行分析，采用近邻算法实现刻度的识别并获取刻度值数据。存储模块，其用于将所述奶牛识别单元获取的奶牛信息数据与所述刻度识别单元获取的刻度值数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像识别的奶牛产奶量自动监测系统，其中，包括：挤奶系统，其包括挤奶机、奶瓶、液位传感器和控制器；所述挤奶机和奶瓶通过输奶管连接，所述输奶管上设置有第一电磁阀；所述液位传感器设置在所述奶瓶内，所述液位传感器用于测量所述奶瓶内牛奶的液位；所述控制器分别连接所述第一电磁阀和所述液位传感器；刻度识别系统，其包括：摄像头，其设置在所述挤奶机上，所述摄像头用于采集所述奶瓶的实时奶瓶图像；奶牛识别单元，其包括设置在所述挤奶机上的RFID读写器和设置在奶牛上的RFID标签，各RFID标签上记录有该奶牛的信息数据，所述RFID读写器用于识别所述RFID标签上记录的奶牛信息数据；刻度识别单元，其包括液面定位模块、奶瓶图像分割模块以及刻度特征提取及识别模块；所述液面定位模块用于将所述摄像头获取的所述奶瓶图像分为刻度区域和非刻度区域并进行分割，并实现对液面的准确定位；所述奶瓶图像分割模块用于准确的分隔出所述刻度区域，利用投影和Shen算法分隔刻度值和刻度线；所述刻度特征提取及识别模块根据大刻度线等间距实现小刻度线按比例定位的方法，通过对刻度值进行分析，采用近邻算法实现刻度的识别并获取刻度值数据；存储模块，其用于将所述奶牛识别单元获取的奶牛信息数据与所述刻度识别单元获取的刻度值数据匹配并生成奶牛产奶量数据库。...

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的奶牛产奶量自动监测系统，其中，包括：挤奶系统，其包括挤奶机、奶瓶、液位传感器和控制器；所述挤奶机和奶瓶通过输奶管连接，所述输奶管上设置有第一电磁阀；所述液位传感器设置在所述奶瓶内，所述液位传感器用于测量所述奶瓶内牛奶的液位；所述控制器分别连接所述第一电磁阀和所述液位传感器；刻度识别系统，其包括：摄像头，其设置在所述挤奶机上，所述摄像头用于采集所述奶瓶的实时奶瓶图像；奶牛识别单元，其包括设置在所述挤奶机上的RFID读写器和设置在奶牛上的RFID标签，各RFID标签上记录有该奶牛的信息数据，所述RFID读写器用于识别所述RFID标签上记录的奶牛信息数据；刻度识别单元，其包括液面定位模块、奶瓶图像分割模块以及刻度特征提取及识别模块；所述液面定位模块用于将所述摄像头获取的所述奶瓶图像分为刻度区域和非刻度区域并进行分割，并实现对液面的准确定位；所述奶瓶图像分割模块用于准确的分隔出所述刻度区域，利用投影和Shen算法分隔刻度值和刻度线；所述刻度特征提取及识别模块根据大刻度线等间距实现小刻度线按比例定位的方法，通过对刻度值进行分析，采用近邻算法实现刻度的识别并获取刻度值数据；存储模块，其用于将所述奶牛识别单元获取的奶牛信息数据与所述刻度识别单元获取的刻度值数据匹配并生成奶牛产奶量数据库。2.如权利要求1所述的基于图像识别的奶牛产奶量自动监测系统，其中，还包括监控平台，其分别通讯连接到所述挤奶系统的控制器和所述刻度识别系统的存储模块；所述监控平台包括用于用户远程操作的显示终端以及内置于所述显示终端内的奶牛信息数据库；所述奶牛信息数据库记录各个奶牛的相关信息；所述存储模块与所述显示终端通讯连接，并将所述奶牛产奶量数据库传递至所述显示终端。3.如权利要求2所述的基于图像识别的奶牛产奶量自动监测系统，其中，所述奶牛信息数据库中存储的奶牛信息数据包括:所有奶牛的数量、每只奶牛的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯夫健，谭棉，王林，严晓波，
申请(专利权)人：贵州民族大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52