用于物体的自动参数计算的方法和装置制造方法及图纸

用于物体的自动参数计算的方法和装置。该方法包括：通过二维相机(7)在场景中获取至少一个物体(200)的二维图像；通过分割算法分割该二维图像，以利用获得的二维图像识别物体(200)；通过第一装置，根据物体(200)和二维相机(7)间的距离，计算在获取和分割的二维图像中物体的像素大小；和通过第二装置，通过使用计算的像素大小和物体(200)的先验模型，计算物体的若干参数，参数至少包括大小、尺寸、身体部位尺寸、身体特征，体重和/或体积，先验模型包括链接表示多个物体(200)不同部分、轮廓或形状的信息，该信息由二维相机预先获取，具有包括若干物体(200)的大小、尺寸、身体部位尺寸、身体特征，体重和/或体积的参数。

Method and device for automatic parameter calculation of object

Method and device for automatic parameter calculation of object. The method includes: using 2D camera (7) obtain at least one object in the scene (200) of the 2D image; the two-dimensional image segmentation by using 2D image segmentation algorithm, to obtain recognition of the object (200); the first device, according to the object (200) and two-dimensional camera (7) the distance between. Calculate the pixel size of objects in the 2D image acquisition and segmentation in second; and through the device, by using the calculated pixel size and the object (200) of the prior model, some parameters of the object, the parameters include at least the size, size, body size, body weight, and / or volume, the prior model including links said a plurality of objects (200) different parts, contour or shape information, the information from 2D camera has previously acquired, including several objects (200) size, size, body size, body position. Parameters of body weight and / or volume.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于物体的自动计算参数的方法和装置，例如大小、尺寸、身体部分尺寸、身体特征、体积、重量和其他允许定义物体的关联参数，前述物体优选是动物，例如牲畜。本专利技术可以用于快速、准确和个性化地动物称重，由于利润与之息息相关，农业食品产业对此尤其关注。
技术介绍
快速、准确和个性化地计算或估算动物的体重在多个商业领域非常重要。在农业领域，例如，在例如成长控制和定价等高效畜牧加工工作中，估算畜体的重量非常重要。准确地估算牲畜的重量和/或最终畜体的重量可以促成为畜牧生产商大幅节省成本，因为当提供的任何动物超出了由屠宰决定的重量或体积的范围时，畜牧生产商经常受到处罚。另外，成长监控、优化进料和批次管理，以不加控制的方式准确地执行，而方法的精度依赖于生产者的标准。有多种给动物精确称重的方法；但是，这些都是基于使用磅秤(scales)，不仅不切合实际还给动物带来很大压力，这将导致总体产量的降低。例如，最普遍的估算猪的体重的方法是在生产者视觉鉴定后，基于经验得出。在一个样本为45头猪的实验性评估中，发现基于观察的总体猪称重确实是相关的。对于这个特定的试验，本专利技术的专利技术人发现对于70到140公斤范围内的猪，均方根误差为6.4kg。这导致皮尔森相关系数为0.9，R2系数为0.80。很显然，这个结果是一个参考，误差的可变形依赖于可提高或降低总体精度的多种因素。这导致一个结论：观察法具有严重的不确定性，这对商业来说很不利。目前Ro-main(在公开号为US-20100222684的美国专利申请中公开)商业化的共聚焦成像系统是基于猪的三维(3D)成像和随后的数据处理来估算整个猪的重量。其他估算动物的身体状况的已知技术在WO-A1-2010/063527中被公开，这提供了一种配置，包括三维相机系统和图像处理设备，其中前述相机系统指向动物，并且被提供用于记录动物的至少一个三维图像，前述图像处理设备连接到三维相机系统，并且被设置用于根据由三位相机系统记录的三维图像，产生动物的一部分的三维表面表示；用于统计分析所述三维表面表示的表面；以及用于根据三维表面表示的经统计分析的表面，测定所述动物的身体状况得分。另外WO-A2-2010/098954公开了利用三维表示估算物理参数的方法、系统和设备。在本例中，在物体和光图案上投影预定的光图像，并检测到了物体的部分。其中光图案来源于被投影的光图案的相互作用。测定被检测的光图案处的多个光元素的三维位置，基于该位置估算物体的物理参数，例如体重。同样地，WO-A1-2004/012146公开了用于自动监控动物的身体条件的成像方法和系统。对动物身体的关注的预定区域成像，并且处理表示获得的一个或多个图像的数据，已获得关注区域的三维表征。分析该三维表征以测定表示关注区域的表面起伏的预定可测量参数，该表面起伏表示被成像动物的身体条件。US-A1-2005257748公开了用于检测牛猪等牲畜的物理特性的方法和设备。本专利申请的设备包括多个战略定位相机，该相机用于获得涉及牲畜和其完整尸体的体积、曲线(表面)和现行测量的数据。接来下分析数据来提供信息，该信息实质上协助牲畜的商业化生产者，在增加企业的盈利能力的同时，帮助为消费者生产高质量的最终产品。最后，US-A1-2008/0140234公开了参与者利用数据网络传输提交捕获鱼的尺寸的方式，远程指挥钓鱼比赛的方法。在这例中，本专利申请允许通过包含了鱼的数字影像来执行提交。而且，可以利用描绘在图像上的参照物而确立的标尺，来测量鱼的尺寸。除此之外，图像视觉分析(VIA)使用动物的鸟瞰图以测定身体表面尺寸，并且可以用于实时监控猪的成长[1]。图2表示用于计算猪的体重的身体部分的例子。一英国公司目前正在商业化该工作的实施，以监控猪的成长。目前，一博士论文[2]评价了快速扫描(Qscan)的准确估算能力。(1)猪个体的活体的体重(BW)和(2)群猪的平均体重。这项工作的结论是不建议通过快速扫描(Qscan)来预测猪的个体的体重。本专利技术提供在该领域上的进一步改进。参考文献：[1]Doeschlet.al.‘Therelationshipbetweenthebodyshapeoflivingpigsandtheircarcassmorphologyandcomposition’.AnimalScience2004,73-83.[2]JaclynElyseLove.‘VideoImagingforReal-TimePerformanceMonitoringofGrowing-FinishingPigs’.Thesis.UniversityofGuelph,2012.
技术实现思路
本专利技术的目的在于使用设备，其可以包括嵌入式处理手段(也可以位于远距离)以计算或估算物体或者物体的一部分的参数，例如尺寸、体积、重量、粗糙度、体积效率(volumeefficiency)、表面、成熟度、容量、质量、色纯度、状态、健康、熟成、表面粗糙度、相似度、情绪、视觉注意力、两个或多个物体之间的碰撞或者冲突的概率，以及所述一个物体或多个物体的其他相关参数，该物体可以是动物，例如牲畜、人类、作物、草皮、堆肥、人脸或储藏室内的产品。为此，本专利技术在第一方面，提供物体或物体的部分的自动参数计算方法。该方法包括通过二维相机在场景中获取至少一个物体的二维图像，以及通过分割算法分割该二维图像的方式，利用获得的二维图像识别所述物体。另外，该方法还包括通过第一装置，根据所述物体和所述二维相机之间的距离，计算在所获取和分割的二维图像中的物体的像素大小；通过第一装置，根据所述物体和所述二维相机之间的距离，计算在所获取和分割的二维图像中的物体的像素大小；以及通过第二装置，通过使用所述计算的像素大小物体的先验模型(priorimodel)，计算所述物体的若干参数，所述参数至少包括大小、尺寸、身体部位尺寸、身体特征(包括体脂肪指数)，体重和/或体积。根据实施例，先验模型存储在计算机系统的存储器或数据库内，并且包括链接(linking)不同部分、轮廓或者形状的表示多个物体的信息，该信息由二维相机预先获取，具有包括所述若干物体的大小、尺寸、身体部位尺寸、身体特征，体重和/或体积的若干参数。例如，已知可以由其身体形状计算猪的重量，尤其是通过测量猪的不同身体部分，如[1]中报道的那些。可替换地，对于先验模型，可以通过使用计算得到像素的大小和启发模型来计算所述若干参数。根据一实施例，该方法还获得二维图像和/或视频影像的序列。根据一实施例，包含在场景内的已知大小的参照物体或特征被用于计算物体的像素的大小。根据又一实施例，通过远程服务器执行在获得和分割的二维图像中的物体的像素大小的计算和若干参数的计算，该远程服务器包括至少一个处理单元。这是由远程服务器通过例如互联网等通信网络，经由局域网(LAN)、一般的广域网(WAN)或者任何其他的通讯装置，预先至少接收获取的二维图像来实现的。另外，远程服务器可以建立映射来表示计算的参数的空间分布，从而监控计算得到的参数随时间的变化或者执行表示的空间分布和监控的时间分布的结合。建立的映射随后可以用来至少优化猪的生长、农作物管理、草皮管理、堆肥管理、库存管理、视觉注意、产品销售、养猪的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于物体(200)或物体(200)的一部分的自动参数计算方法，所述方法包括：a)通过至少一个二维相机(7)在场景中获取至少一个物体(200)的二维图像；以及b)通过分割算法分割所述二维图像的方式，识别在获取的二维图像中的所述至少一个物体(200)；其特征在于，所述方法还包括：c)利用第一装置，考虑物体(200)和至少一个二维相机(7)的距离，计算在获取的和分割的二维图像中的至少一个物体(200)的像素大小；以及d)利用第二装置，通过使用所述计算得到的像素大小和物体(200)的先验模型，计算若干参数，所述参数至少包括物体(200)的大小、尺寸、身体部位尺寸、身体特征，体重和/或体积；其中，所述先验模型包括链接表示若干物体(200)的不同部分、轮廓或者形状的信息，所述信息由二维相机预先获取，具有若干参数，所述参数包括所述若干物体(200)的大小、尺寸、身体部位尺寸、身体特征，体重和/或体积。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.17 EP 14002083.51.用于物体(200)或物体(200)的一部分的自动参数计算方法，所述方法包括：a)通过至少一个二维相机(7)在场景中获取至少一个物体(200)的二维图像；以及b)通过分割算法分割所述二维图像的方式，识别在获取的二维图像中的所述至少一个物体(200)；其特征在于，所述方法还包括：c)利用第一装置，考虑物体(200)和至少一个二维相机(7)的距离，计算在获取的和分割的二维图像中的至少一个物体(200)的像素大小；以及d)利用第二装置，通过使用所述计算得到的像素大小和物体(200)的先验模型，计算若干参数，所述参数至少包括物体(200)的大小、尺寸、身体部位尺寸、身体特征，体重和/或体积；其中，所述先验模型包括链接表示若干物体(200)的不同部分、轮廓或者形状的信息，所述信息由二维相机预先获取，具有若干参数，所述参数包括所述若干物体(200)的大小、尺寸、身体部位尺寸、身体特征，体重和/或体积。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述先验模型存储在存储器或数据库中。3.根据以上任意一项权利要求所述的方法，其中所述步骤a)还包括获取二维图像和/或视频影像的序列。4.根据以上任意一项权利要求所述的方法，其中包含在场景内的已知大小的参照物体或特征被用于计算物体(200)的像素的大小。5.根据以上任意一项权利要求所述的方法，其中由远程服务器(S)执行步骤c)和d)的计算,所述远程服务器(S)包括至少一个远离二维相机(7)的处理单元。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述远程服务器(S)包括建立映射以表示物体(200)的所计算的参数的空间分布，以便监控物体(200)的所计算的参数随时间的变化，或者执行物体(200)的所计算的参数的表示空间分布和其监视的时间分布的组合。7.根据权利要求6所述的方法，其中物体(200)是动物或者牲畜，至少包括猪、猪仔、牛、牛犊或者羊，其中所述建立的映射至少用于优化猪的生长或者映射猪的生产或生产者的可靠性。8.根据权利要求6所述的方法，其中物体(200)是作物或园艺栽培，至少包括草皮、水果、蔬菜、橄榄、葡萄、番茄、黄瓜、榛子或棉花，并且其中所述建立的映射用于优化至少作物管理、草皮管理、堆肥管理、库存管理、库存定价和/或一年的总产量或下一季或多年的预测产量。9.根据权利要求6所述的方法，其中物体(200)是一个人或一组人的脸...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·阿马·罗尔丹，I·毕尔巴鄂·阿赫斯狄，D·贝尔德·洛佩斯，
申请(专利权)人：玛精能手股份有限公司，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES