基于立体视觉技术的奶牛体型测量方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于立体视觉技术的奶牛体型测量方法和系统，包括：采集奶牛样本不同角度的图像信息，根据不同角度的图像信息，计算奶牛样本的体尺数据；获取奶牛样本的体重数据，根据体尺数据与体重数据之间的对应关系，建立体重预测模型；根据待测奶牛不同角度的图像信息，计算待测奶牛的体尺数据，并将待测奶牛的体尺数据输入体重预测模型，估计待测奶牛的体重数据。本发明专利技术实施方式提供的技术方案，解决了由于奶牛动态性带来的地磅体重数据不准确等问题；通过图像采集的方式获取奶牛的体尺数据，解决了人工现场接触式方法费时费力主观性强以及造成奶牛产生应激反应的问题，实现了完全自动化奶牛体尺数据的测量以及体重数据的测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及畜牧信息化
，特别涉及一种基于立体视觉技术的奶牛体型测量方法和系统。
技术介绍
畜牧业是利用畜禽等已经被人类驯化的动物，或者鹿、麝、狐、貂、水獭、鹌鹑等野生动物的生理机能，通过人工饲养、繁殖，使其将牧草和饲料等植物能转变为动物能，以取得肉、蛋、奶、羊毛、山羊绒、皮张、蚕丝和药材等畜产品的生产部门，是人类与自然界进行物质交换的极重要环节。畜牧业是农业的组成部分之一，与种植业并列为农业生产的两大支柱。奶牛是乳用品种的黄牛，经过高度选育繁殖的优良品种，我国的奶牛主要以黑白花奶牛为主，从1980年山东省畜牧局牛羊养殖基地开始引进此品种，此品种适应性强、分布范围广、产奶量高、耐粗饲。以奶牛为例，奶牛体型包括奶牛体尺和体重，它是奶牛优化育种工作的一项重要指标，对奶牛改良工作起到了指导作用。目前对奶牛体尺测量大多采用人工方法，通过皮尺手工进行测量，这些方法不仅工作量大，而且还可能因人为因素造成测量误差较大，而使测量结果缺乏客观性；且人工接触还会给奶牛造成应激反应，影响奶牛的生长。进一步的，体重测量则是利用地磅秤来完成，在奶牛通道地上安置地磅，当奶牛经过地磅时获取奶牛的体重，该方法必须要求奶牛完全站在地磅上并且保持静止，才能获取准确的奶牛体重数据，但是现场很难让奶牛保持该状态，所以该方法无法获取准确的体重数据。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何在不接触奶牛的前提下，就能够快速确定奶牛的体型。为此目的，本专利技术提出了一种基于立体视觉技术的奶牛体型测量方法，包括：采集奶牛样本不同角度的图像信息，根据所述不同角度的图像信息，计算所述奶牛样本的体尺数据；获取所述奶牛样本的体重数据，根据所述体尺数据与所述体重数据之间的对应关系，建立体重预测模型；根据待测奶牛不同角度的图像信息，计算所述待测奶牛的体尺数据，并将所述待测奶牛的体尺数据输入所述体重预测模型，估计所述待测奶牛的体重数据。优选的，所述采集奶牛样本不同角度的图像信息，具体包括：采集奶牛样本通过时的射频信号；其中，所述奶牛样本上预先设有电子标签；根据所述射频信号控制不同角度的图像采集单元采集奶牛样本不同角度的图像信息。优选的，所述根据所述不同角度的图像信息，计算所述奶牛样本的体尺数据，具体包括：根据所述不同角度的图像信息，构建所述奶牛样本的三维模型；根据所述三维模型，进行所述奶牛样本的体尺数据的测量与计算。优选的，所述根据所述不同角度的图像信息，构建所述奶牛样本的三维模型，具体包括：根据所述不同角度的图像信息，对图像采集单元进行标定，确定图像采集单元的投影矩阵；对所述不同角度的图像信息进行预处理，将所述奶牛样本从背景中分离出来；通过尺度不变特征检测方法，并以欧式距离作为匹配的相似性度量标准进行特征点检测和匹配；利用匹配好的特征点以及所述投影矩阵，获取特征点的空间三维坐标，从而实现奶牛样本的三维模型重建。优选的，所述根据所述三维模型，进行所述奶牛样本的体尺数据的测量与计算，具体包括：以所述三维模型中奶牛样本的三只脚为点构建一个奶牛样本的脚底水平面；其中所述奶牛样本的背部到所述脚底水平面的距离为所述奶牛样本的体高；所述奶牛样本的两个腰角之间的距离为所述奶牛样本的尻宽；所述奶牛样本的两个腰角坐骨连线与所述脚底水平面的夹角为所述奶牛样本的尻角度。优选的，所述获取所述奶牛样本的体重数据，根据所述体尺数据与所述体重数据之间的对应关系，建立体重预测模型，具体包括：利用地磅获取所述奶牛样本的体重数据，建立所述奶牛样本的体重数据与体尺数据之间的回归模型。另一方面，本专利技术还提供一种基于立体视觉技术的奶牛体型测量系统，包括：处理单元和分别与所述处理单元连接的图像采集单元和体重数据采集单元；所述处理单元包括：体尺数据计算单元、模型构建单元和估计单元；图像采集单元，用于采集奶牛样本不同角度的图像信息；体尺数据计算单元，用于根据所述不同角度的图像信息，计算所述奶牛样本的体尺数据；体重数据采集单元，用于获取所述奶牛样本的体重数据；模型构建单元，用于根据所述体尺数据与所述体重数据之间的对应关系，建立体重预测模型；估计单元，用于根据待测奶牛不同角度的图像信息，计算所述待测奶牛的体尺数据，并将所述待测奶牛的体尺数据输入所述体重预测模型，估计所述待测奶牛的体重数据。优选的，该系统还包括与所述处理单元连接的读写设备；所述读写设备用于采集所述奶牛样本通过时的射频信号；其中，所述奶牛样本上预先设有电子标签；所述处理单元还用于根据所述射频信号控制不同角度的图像采集单元采集奶牛样本不同角度的图像信息。优选的，所述体尺数据计算单元包括：模型构建单元和计算单元；所述模型构建单元用于根据所述不同角度的图像信息，构建所述奶牛样本的三维模型；所述计算单元用于根据所述三维模型，进行所述奶牛样本的体尺数据的测量与计算。优选的，所述体尺数据包括所述奶牛样本的体高、体长、尻宽和尻角度。本专利技术实施方式提供的基于立体视觉技术的奶牛体型测量方法，建立了体尺数据与体重数据之间的关联模型，所以在后续的使用过程中，只要获取待测奶牛的体尺数据，就可以通过该模型获得待测奶牛的体重数据，使奶牛体重数据的获取更加方便，更加快捷，解决了由于奶牛动态性带来的地磅数据不准确等问题；另外，本专利技术通过图像采集的方式获取奶牛的体尺数据，解决了人工现场接触式方法费时、费力、主观性强以及造成动物产生应激反应的问题，实现了完全自动化奶牛体尺数据的测量以及体重数据的测量，适合用于大型的牲畜养殖企业奶牛体型监测和育种评估。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：图1为本专利技术实施方式提供的基于立体视觉技术的奶牛体型测量方法的流程示意图；图2为本专利技术实施方式提供的基于立体视觉技术的奶牛体型测量方法的原理示意图；图3为本专利技术实施方式提供的基于立体视觉技术的奶牛体型测量方法的建模过程示意图；图4为本专利技术实施方式提供的基于立体视觉技术的奶牛体型测量方法的测量过程示意图；图5为本专利技术实施方式提供的基于立体视觉技术的奶牛体型测量系统的结构示意图。具体实施方式下面将结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于立体视觉技术的奶牛体型测量方法，其特征在于，包括：采集奶牛样本不同角度的图像信息，根据所述不同角度的图像信息，计算所述奶牛样本的体尺数据；获取所述奶牛样本的体重数据，根据所述体尺数据与所述体重数据之间的对应关系，建立体重预测模型；根据待测奶牛不同角度的图像信息，计算所述待测奶牛的体尺数据，并将所述待测奶牛的体尺数据输入所述体重预测模型，估计所述待测奶牛的体重数据。

【技术特征摘要】
1.一种基于立体视觉技术的奶牛体型测量方法，其特征在于，
包括：
采集奶牛样本不同角度的图像信息，根据所述不同角度的图像信
息，计算所述奶牛样本的体尺数据；
获取所述奶牛样本的体重数据，根据所述体尺数据与所述体重数
据之间的对应关系，建立体重预测模型；
根据待测奶牛不同角度的图像信息，计算所述待测奶牛的体尺数
据，并将所述待测奶牛的体尺数据输入所述体重预测模型，估计所述
待测奶牛的体重数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于立体视觉技术的奶牛体型测量
方法，其特征在于，所述采集奶牛样本不同角度的图像信息，具体包
括：
采集奶牛样本通过时的射频信号；其中，所述奶牛样本上预先设
有电子标签；
根据所述射频信号控制不同角度的图像采集单元采集奶牛样本
不同角度的图像信息。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于立体视觉技术的动物体型
测量方法，其特征在于，所述根据所述不同角度的图像信息，计算所
述奶牛样本的体尺数据，具体包括：
根据所述不同角度的图像信息，构建所述奶牛样本的三维模型；
根据所述三维模型，进行所述奶牛样本的体尺数据的测量与计
算。
4.根据权利要求3所述的一种基于立体视觉技术的奶牛体型测量
方法，其特征在于，所述根据所述不同角度的图像信息，构建所述奶
牛样本的三维模型，具体包括：
根据所述不同角度的图像信息，对图像采集单元进行标定，确定

\t图像采集单元的投影矩阵；
对所述不同角度的图像信息进行预处理，将所述奶牛样本从背景
中分离出来；
通过尺度不变特征检测方法，并以欧式距离作为匹配的相似性度
量标准进行特征点检测和匹配；
利用匹配好的特征点以及所述投影矩阵，获取特征点的空间三维
坐标，从而实现奶牛样本的三维模型重建。
5.根据权利要求3所述的一种基于立体视觉技术的奶牛体型测量
方法，其特征在于，所述根据所述三维模型，进行所述奶牛样本的体
尺数据的测量与计算，具体包括：
以所述三维模型中动物样本的三只脚为点构建一个奶牛样本的
脚底水平面；
其中所述奶牛样本的背部到所述脚底水平面的距离为所述奶牛
样本的体高；所述奶牛...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文勇，吉增涛，孙传恒，杨信廷，
申请(专利权)人：北京农业信息技术研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11