笼养鸡智能巡检系统及其巡检机器人的巡航控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种笼养鸡智能巡检系统及其巡检机器人的巡航控制方法。为填补现有技术空白，本发明专利技术笼养鸡智能巡检系统包括鸡舍和巡检机器人，巡检机器人包括箱体和立柱，箱体下方设有车轮，立柱固定在箱体上，立柱上固定有热成像摄像头，所述车轮包括左前轮、右前轮和万向脚轮，左前轮、右前轮分别配有左轴、右轴、左驱动电机和右驱动电机，并配有直线导向磁条、圆弧形导向磁条组成磁导向巡检线路，且直线导向磁条与圆弧形导向磁条之间设有5厘米的空档区，该空档区位于处于上游的直线导向磁条末端或圆弧形导向磁条末端。本发明专利技术具有成本低、运行时对鸡的惊扰小，完全可以代替笼养鸡的人工巡检，广泛适用于笼养肉食鸡、蛋鸡的养鸡场。

【技术实现步骤摘要】
笼养鸡智能巡检系统及其巡检机器人的巡航控制方法
本专利技术涉及一种笼养鸡智能巡检系统及其巡检机器人的巡航控制方法。
技术介绍
随着我国规模养鸡产业不断发展，养鸡规模不断扩大，动辄几十万只规模。大量的笼养鸡，密集在鸡舍内，一旦发生传染病，损失极大。为此，现有养鸡场，都是采用人工在鸡舍内来回巡检，及时发现病鸡、死鸡，及时采取措施，如隔离、消毒和治疗。有经验的工人，悄悄从鸡笼走过，就能从鸡的叫声、精神状态判断出鸡是否健康，但是需要有丰富的经验和耐心，因为鸡是很敏感的生物，养殖人员动作大，声响大甚或没有穿常用工作服，都会引起鸡的骚动和应激反应，轻则影响巡检效果，不利于发现病鸡、死鸡，重则还会影响鸡的进食，甚至引发鸡出现踩踏现象。同时由于大型鸡舍内养殖密度大，过道两侧密密麻麻排列多层鸡笼，每个鸡笼养殖3-5只鸡，养殖密度大，气味大、空气质量差，不利于巡检工人健康，也很少有愿意从事这项工作，只有有耐心、有经验、责任心强，不怕苦，不怕累的人才能胜这项工作。为了解决上述问题，人们不断尝试利用智能机器人完成上述工作，并提出了多项专利申请。它们包括：1.授权公告号为CN206227364U的中国技术专利，公开了一种基于机器人的笼养蛋鸡健康行为监测系统。该专利设置了敲打驱动组件，通过敲打鸡笼，促使鸡站立，借助统计蛋鸡腿部特征，来判断鸡是否有病、死现象，这种方式很不可取。人工巡检时，工作人员偶尔也会用木棒敲击鸡笼，但是那是看到某笼鸡，有病、死嫌疑，才会敲击鸡笼，而该专利是无差别，对每个鸡笼都进行敲打，不必要惊扰了所有鸡，不利鸡的进食和成长，而且由于其避障单元采用超声波传感器和红外线反射传感器，由于鸡笼孔洞多，反射的超声波和红外线信号不稳定，其机器人运行期间也会不可避免地出现碰撞过道两侧鸡笼的问题，因此，专利技术并不实用。2.授权公告号为CN207201725U的中国技术专利，公开了一种笼养鸡健康状态自动监测系统。该专利在鸡舍内设置平行轨道，在平行轨道上安装可移动的横梁和可上下升降的支架，并在可上下升降的支架安装热成像摄像头，并采用形态滤波分割图像中的噪声，查找滤波后图像的连通区域，当该连通面积不大于设定连通区域面值时，判定为存在一只鸡个体。该技术需要在鸡舍上方构建平行轨道和横梁等机构，而大部分鸡舍都采用简易养殖大棚，不具有直接架设平行轨道和横梁等机构的条件，架设成本高，仅判断出鸡个体数量，并不能直接得出鸡的健康情况，且鸡笼内鸡不停动作，也会影响判断结果。3.授权公告为CN207948568U的中国技术专利，公开了一种鸡类健康状态的巡航监测装置。该专利将导轨安装在鸡舍的鸡笼过道，相比将导轨设置到鸡舍上方，在一定程度上降低了成本，在过道上架导轨，造成地面不平，不利鸡蛋和鸡的搬运，且该专利是采用动态人脸识别对比系统将摄像头传来的视频进行人脸检测算法，把鸡的体态图片信息提取出来，再与病鸡的体态信息进行实时比对，将满足条件的信息反馈到电脑上，从而分析鸡群的健康状态，进行实时处理。但是鸡在得鸡流感、哮喘病初期，形态、动作变化不大，最先出现的是体温变化，叫声、呼吸声变化。这种技术，只能发现患病后期的鸡。笼鸡巡检的最大意义就在于可以及时发现早期得病鸡，降低鸡病曼延的风险，如果只能发现患病后期的鸡，笼鸡巡检对鸡类防疫的作用就大打折扣了。综上所述，现有笼养鸡机器人巡检技术均无法达到人工巡检的效果。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种笼养鸡智能巡检系统及其巡检机器人的巡航控制方法。为解决上述技术问题，本专利技术笼养鸡智能巡检系统包括鸡舍和巡检机器人，巡检机器人包括箱体和立柱，箱体下方设有车轮，立柱固定在箱体上，立柱上固定有热成像摄像头，箱体内设有蓄电池、可编程序控制器和存贮器，鸡舍内设有多排鸡笼，相邻排的鸡笼间设有过道，过道宽度≥60厘米，所述热成像摄像头和存贮器分别与可编程序控制器电连接，并配有电源开关，其特征在于：所述车轮包括左前轮、右前轮和万向脚轮，左前轮、右前轮分别配有左轴、右轴、左驱动电机和右驱动电机，左轴和右轴分别通过轴承相对固定在箱体前部两侧壁上，左轴和右轴分别由左驱动电机和右驱动电机驱动，左轴轴心线与右轴轴心线重合，所述箱体中后部收窄，箱体尾部设有顶板，顶板上设有一竖直通孔，所述万向脚轮包括滚轮、偏心架和竖轴，滚轮通过水平轴铰接在偏心架上，偏心架固定在竖轴下端，并通过竖轴铰接在竖直通孔内，左前轮、右前轮和竖轴呈T形分布，所述立柱固定在左前轮轴心和右前轮轴心连线中点正上方，每排鸡笼前或后均设有一条直线导向磁条，相邻鸡笼间的直线导向磁条位于过道中间，相邻的直线导向磁条首尾之间设有圆弧形导向磁条，上述直线导向磁条与圆弧形导向磁条组成磁导向巡检线路，且直线导向磁条与圆弧形导向磁条之间设有5厘米的空档区，该空档区位于处于上游的直线导向磁条末端或圆弧形导向磁条末端，各个圆弧形导向磁条的半径为D，左前轮外缘和右前轮外缘的间距为d，所述箱体前沿正下方设有磁场传感器，该磁场传感器与可编程序控制器的信号输入端相连，左驱动电机和右驱动电机分别与可编程序控制器的信号输出端相连，所述巡检机器人设有直线巡航转速R1和弯道内侧轮转速R2，且R2＝R1×(D-d)/D，以上R1和R2均为基准转速，运行过程中，在可编程序控制器，所述巡检机器人根据所运行的区段和磁场传感器感应到的磁导向巡检线路，在基准转速的基础上进行相应调整，作为左前轮、右前轮的驱动速度。如此设计，笼养鸡得病后，最先改变的是鸡的叫声和体温，本专利热成像摄像头采集的也不是鸡笼内单个鸡的热成像，而是针对鸡笼内所有鸡在热成像图像上反映。如果某笼鸡内一、两只鸡得流感，反映到热成像图像上这一笼鸡在热成像图像上整体亮度偏高，这样通过本专利热成像摄像头拍摄的热成像图片，可以及时发现那笼鸡体温偏高，指导工作人员及时现场复查，隔离、消毒，同时，本专利中采用的直线导向磁条和圆弧形导向磁条只是由磁橡胶条构成，铺设在鸡舍内，对地面平整度影响不大，且成本低，借以推广。注意：如果发现某笼鸡平均体温偏低，则有可能该笼鸡出现死鸡，此时，巡检机器人应立刻向远程监控平台或工作人员发出警报，通过工作人员尽快处理，视疫情风险，采取隔离、扑杀同笼及周边一定范围内鸡，深埋、消毒等措施。由于所述立柱固定在左前轮轴心和右前轮轴心连线中点正上方，且本巡检机器人运行时立柱基本都是沿磁导向巡检线路运行，这样本巡检机器人运行时，立柱稳定，不易晃动，可有效保持平衡。作为优化，所述立柱上还设有多个拾音器，每个拾音器对应一排鸡笼，上述拾音器与可编程序控制器的信号输入端相连。该拾音器结构类似普通话筒，只针对采集距离在50厘米以内的鸡的叫声、呼吸声即可。各个拾音器分别对应一个鸡笼，机器人运行时，近距离从各个鸡笼前经过，同时采鸡的叫声。而且使用时，不必区分具体是那只鸡叫声异常，也不必区分具体那个鸡笼内的鸡叫声有异，只要能区分出哪个区段、哪排鸡笼的某些鸡有患病可能即可。工作人员得知上述信息，可以有针对性对相关鸡笼的某些鸡进行复查、隔离、消毒和治疗。如此设计，检测思路简单可靠、成本低。作为优化，其还包括远程监控平台，该远程监控平台包括主机、显示屏、存贮数据库和无线接收解码装置，所述巡检机器人设有相应的无线编码发射装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种笼养鸡智能巡检系统，包括鸡舍和巡检机器人，巡检机器人包括箱体和立柱，箱体下方设有车轮，立柱固定在箱体上，立柱上固定有热成像摄像头，箱体内设有蓄电池、可编程序控制器和存贮器，鸡舍内设有多排鸡笼，相邻排的鸡笼间设有过道，过道宽度≥60厘米，所述热成像摄像头和存贮器分别与可编程序控制器电连接，并配有电源开关，其特征在于：所述车轮包括左前轮、右前轮和万向脚轮，左前轮、右前轮分别配有左轴、右轴、左驱动电机和右驱动电机，左轴和右轴分别通过轴承相对固定在箱体前部两侧壁上，左轴和右轴分别由左驱动电机和右驱动电机驱动，左轴轴心线与右轴轴心线重合，所述箱体中后部收窄，箱体尾部设有顶板，顶板上设有一竖直通孔，所述万向脚轮包括滚轮、偏心架和竖轴，滚轮通过水平轴铰接在偏心架上，偏心架固定在竖轴下端，并通过竖轴铰接在竖直通孔内，左前轮、右前轮和竖轴呈T形分布，所述立柱固定在左前轮轴心和右前轮轴心连线中点正上方，每排鸡笼前或后均设有一条直线导向磁条，相邻鸡笼间的直线导向磁条位于过道中间，相邻的直线导向磁条首尾之间设有圆弧形导向磁条，上述直线导向磁条与圆弧形导向磁条组成磁导向巡检线路，且直线导向磁条与圆弧形导向磁条之间设有5厘米的空档区，该空档区位于处于上游的直线导向磁条末端或圆弧形导向磁条末端，各个圆弧形导向磁条的半径为D，左前轮外缘和右前轮外缘的间距为d，所述箱体前沿正下方设有磁场传感器，该磁场传感器与可编程序控制器的信号输入端相连，左驱动电机和右驱动电机分别与可编程序控制器的信号输出端相连，所述巡检机器人设有直线巡航转速R1和弯道内侧轮转速R2，且R2＝R1×(D‑d)/D，以上R1和R2均为基准转速，运行过程中，在可编程序控制器，所述巡检机器人根据所运行的区段和磁场传感器感应到的磁导向巡检线路，进行相应调整，作为左前轮、右前轮的驱动速度。...

【技术特征摘要】
1.一种笼养鸡智能巡检系统，包括鸡舍和巡检机器人，巡检机器人包括箱体和立柱，箱体下方设有车轮，立柱固定在箱体上，立柱上固定有热成像摄像头，箱体内设有蓄电池、可编程序控制器和存贮器，鸡舍内设有多排鸡笼，相邻排的鸡笼间设有过道，过道宽度≥60厘米，所述热成像摄像头和存贮器分别与可编程序控制器电连接，并配有电源开关，其特征在于：所述车轮包括左前轮、右前轮和万向脚轮，左前轮、右前轮分别配有左轴、右轴、左驱动电机和右驱动电机，左轴和右轴分别通过轴承相对固定在箱体前部两侧壁上，左轴和右轴分别由左驱动电机和右驱动电机驱动，左轴轴心线与右轴轴心线重合，所述箱体中后部收窄，箱体尾部设有顶板，顶板上设有一竖直通孔，所述万向脚轮包括滚轮、偏心架和竖轴，滚轮通过水平轴铰接在偏心架上，偏心架固定在竖轴下端，并通过竖轴铰接在竖直通孔内，左前轮、右前轮和竖轴呈T形分布，所述立柱固定在左前轮轴心和右前轮轴心连线中点正上方，每排鸡笼前或后均设有一条直线导向磁条，相邻鸡笼间的直线导向磁条位于过道中间，相邻的直线导向磁条首尾之间设有圆弧形导向磁条，上述直线导向磁条与圆弧形导向磁条组成磁导向巡检线路，且直线导向磁条与圆弧形导向磁条之间设有5厘米的空档区，该空档区位于处于上游的直线导向磁条末端或圆弧形导向磁条末端，各个圆弧形导向磁条的半径为D，左前轮外缘和右前轮外缘的间距为d，所述箱体前沿正下方设有磁场传感器，该磁场传感器与可编程序控制器的信号输入端相连，左驱动电机和右驱动电机分别与可编程序控制器的信号输出端相连，所述巡检机器人设有直线巡航转速R1和弯道内侧轮转速R2，且R2＝R1×(D-d)/D，以上R1和R2均为基准转速，运行过程中，在可编程序控制器，所述巡检机器人根据所运行的区段和磁场传感器感应到的磁导向巡检线路，进行相应调整，作为左前轮、右前轮的驱动速度。2.根据权利要求1所述的笼养鸡智能巡检系统，其特征在于：所述立柱上还设有多个拾音器，每个拾音器对应一排鸡笼，上述拾音器与可编程序控制器的信号输入端相连。3.根据权利要求2所述的笼养鸡智能巡检系统，其特征在于：其还包括远程监控平台，该远程监控平台包括主机、显示屏、存贮数据库和无线接收解码装置，所述巡检机器人设有相应的无线编码发射装置，所述巡检机器人通过无线发射装置将热成像摄像头拍摄的影像和拾音器记录的声波及相应鸡笼的序号编码后，发送给远程监控平台。4.根据权利要求3所述的笼养鸡智能巡检系统，其特征在于：所述远程监控平台计算收到的各个鸡笼的热成像图像的平均亮度，并形成柱形图，成多列显示在显示屏上，横坐标为各个鸡笼的序号，纵坐标为各个鸡笼鸡的热成像图像平均亮度。5.根据权利要求4所述的笼养鸡智能巡检系统，其特征在于：所述拾音器记录的各个鸡笼的鸡叫声、鸡呼吸声以声波的方式，分成多列显示在显示屏上，横坐标为各个鸡笼的序号，纵坐标为各个鸡笼鸡叫声、鸡呼吸声的声波的频率或平均音量。6.利用权利要求1或2所述的笼养鸡智能巡检系统中巡检机器人的巡航控制方法，包括下述步骤：①.自磁导向巡检线路首端至尾端，依次为各条直线导向磁条与圆弧形导向磁条编制序号，分别记作第1直线导向磁条导航区段、第2直线导向磁条导航区段、第3直线导向磁条导航区段……第M直线导向磁条导航区段；第1圆弧形导向磁条导航区段、第2圆弧形导向磁条导航区...

【专利技术属性】
技术研发人员：连京华，孙凯，李惠敏，殷若新，韩艳，
申请(专利权)人：山东省农业科学院家禽研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37