基于ARM的猪只行为跟踪识别监控装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于ARM的猪只行为跟踪识别监控装置及方法，包括ARM主控制芯片、数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块、数据存储模块、算法实现模块、服务器模块、数据显示模块，实现对猪只的进食、饮水以及排泄行为监控；构造基于ARM跟踪算法下识别猪只行为的集约化养殖猪舍，利用跟踪算法对猪只的活动进行跟踪，将猪只的进食、饮水量和排泄次数以及时间与标准的参数进行对比，判断猪只的行为是否正常，并将异常的信息以报警的方式提供给猪只场养殖人员，有效解决猪只行为监控中利用标记识别猪只的准确性差、环境因素影响较大的缺点等问题。

Pig behavior tracking identification monitoring device and method based on ARM

The invention discloses an ARM-based pig behavior tracking and identification monitoring device and a method thereof, which comprises an ARM main control chip, a data acquisition module, a data transmission module, a data processing module, a data storage module, an algorithm implementation module, a server module and a data display module, and realizes the feeding, drinking and draining of pigs. An intensive pig farm was constructed to identify pig behavior based on ARM tracking algorithm. The tracking algorithm was used to track the activities of pigs, and the feeding, drinking, excretion times and time of pigs were compared with the standard parameters to judge whether the pig behavior was normal or not, and the abnormal information was reported. The way of police is provided to pig farm breeders to effectively solve the problems of poor accuracy of identification of pigs by markers in pig behavior monitoring and environmental factors.

【技术实现步骤摘要】
基于ARM的猪只行为跟踪识别监控装置及方法
本专利技术涉及图像处理、动物行为监控以及机器视觉领域,尤其涉及一种基于ARM的猪只行为跟踪识别监控装置。
技术介绍
我国在世界养殖产业中占据着极其重要的地位，如何研发并推广高效集约式的养殖技术，努力实现养殖品种优良化，养殖管理自动化，养殖技术机械化，使我国从养殖大国转变为养殖强国，已成为当下研究的热点。通常，动物正常的采食、饮水、排泄等行为是判断其健康与否的重要依据。猪只每天的进食、饮水、排泄的次数以及时间根据猪只个体的差异会维持在一个稳定范围内，猪只进食、饮水、排泄的次数以及时间不稳定的情况是猪只患病的征兆。猪只生病前期的进食、饮水次数以及时间会存在明显的差别。因此监控猪只的异常行为信息对于提前预防猪病有重大的意义。中国专利(CN103679181A)的专利技术专利“基于机器视觉的猪舍内猪只标记识别方法”采用标号识别的方法根据每头猪身上的标号来识别猪只。其将获取的图像进行二值化处理，对二值化图像进行腐蚀处理，再利用椭圆拟合法进行猪只的定位以及图形标识的提取，对提取的标识与标准的标识进行对比，以获得匹配的结果。该专利采用标号识别的方法来识别猪只，需要在猪只身上做标记符号，通过拍摄的图片来识别标号以此来定位识别猪只。但是在猪舍卫生环境差的情况下，猪只身的标记符号不可能被准确无误的识别，受到环境条件的影响比较大。另外当猪只躺卧或者标记被遮挡、不清晰时对标号的识别将造成很大的影响。所以，利用猪只身标号来对猪只的识别准确率不高，受猪只舍环境条件影响较大。中国专利(CN200910025813)的专利技术专利“一种基于行为监测的病猪识别方法及系统”通过背景消减的运动目标检测算法检测是否有猪只进入排泄区，并采用短信的方法发送报警信息。该方法只检测了猪只的排泄行为，不能对猪只的饮食信息做记录、警示。猪只舍环境的复杂性也给因特网的信息传输带来了不稳定因素。基于背景消减的目标检测算法精确度不高，容易受到外借环境的影响。
技术实现思路
为了解决上述现有技术所存在的问题，本专利技术提供了基于ARM跟踪算法的猪只行为监控装置及监控方法，以解决猪只行为识别中利用标记识别猪只的准确性差、环境因素影响较大的缺点。本专利技术可以有效的对猪只的饮水、进食和排泄行为进行识别，并且记录异常的信息，对异常现象做出自动报警。实现本专利技术的技术方案为：一种基于ARM的猪只行为跟踪识别监控装置，包括ARM主控制芯片、数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块、数据存储模块、算法实现模块、服务器模块、数据显示模块；所述的ARM主控制芯片通过数据传输模块分别与数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、算法实现模块、数据显示模块及服务器模块相连接，作为各个模块的主控制器；所述的数据采集模块包含图像采集模块和传感器模块，用于采集猪舍的图像和食槽重量的数据；所述数据处理模块用于将采集来的猪舍的图像和食槽重量的数据进行处理；所述的数据传输模块将ARM主控制芯片、数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、算法实现模块、数据显示模块及服务器模块相互连接，用于数据的传输；所述数据存储模块用于存储数据处理模块处理前和处理后的数据；所述算法实现模块包括图像预处理、背景差分、阈值分割、形态学处理、边缘检测、质心提取，并使用粒子滤波算法解决视频图像中的目标遮挡问题，用来对图像数据中的目标进行跟踪识别；实现对猪只行为的跟踪监测；所述服务器模块为用户的访问提供服务器，以便用户的访问；所述数据显示模块包括现场端的显示器、移动端的工具以及电脑PC端的显示设备。进一步，所述的ARM主控制芯片型号为Exynos4412四核处理器，并使用型号为Tinny4412开发板引出大部分CPU功能引脚作为其他模块的接口。进一步，所述的数据采集模块，所述的图像采集模块为光学摄像头，通过摄像头采集猪舍的视频，用于获取判断猪只行为的图像；所述的传感器模块为重力传感器，用于测量猪只的进食量和饮水量。进一步，所述的数据采集模块和ARM主控制芯片的数据传输采用串口传输；所述的光学摄像头通过通用串行总线USB接口将视频信息传输给ARM主控制芯片；所述的重力传感器通过RS232通讯接口将采集的重量信息传递给ARM主控制芯片。进一步，所述的数据存储模块采用容量为4G的内嵌存储芯片；进一步，所述的基于ARM的猪只行为跟踪识别监控装置使用嵌入式linux系统，系统中搭载了图像处理软件库。进一步，所述的图像处理软件库为嵌入式opencv视觉处理库。进一步，所述服务器模块为搭建在嵌入式linux系统中的服务器，并且能够通过多种途径登陆服务器查看存储的信息，包括在ARM主控制芯片上连接的液晶显示屏、台式电脑主机和android手持终端。进一步，所述的猪只行为监控包括监控猪只的进食、饮水以及排泄行为。一种基于ARM跟踪算法下识别猪只行为的集约化养殖猪舍，其特征在于，所述的猪舍结构如下：1)每个猪舍内分为进食、饮水、排泄以及猪只休息活动区域；2)猪舍内进食、饮水区域的数量按照每3头猪一个的标准；3)每个进食、饮水区域每次只能提供一头猪进食或者饮水，并且每个区域之间相对的隔离开来，并且在该区域设立护栏，每次只能容许一头猪进入；4)每个区域同时提供进食和饮水装置；5)对每个进食和饮水装置下方都安装一个重量传感器，用来计算猪的进食量和饮水量；6)猪舍的上方安装摄像装置，拍摄猪舍的俯视视频，并保证整个猪舍范围都能被拍摄到。一种基于ARM跟踪算法的猪只行为识别方法，包括以下步骤：步骤1，通过数据采集模块采集获取猪舍图像信息；步骤2，利用跟踪算法对跟踪的不同目标进行编号，作为区别不同猪只的信息并跟踪每只猪的移动位置；步骤3，通过ARM主控制芯片对拍摄的图像中进行区域的标定，分别标定猪舍内猪只的进食区、饮水区以及排泄区；步骤4，当跟踪判定算法判定出猪只进入进食或者饮水区域的时候会触发重量传感器，分别测量饲料和水重量，并且记录进食的猪只的编号、该头猪只开始进食或者饮水的时间；步骤5，当跟踪判定算法判定出猪只离开进食或者饮水区域的时候再次触发重量传感器，再次测量出饲料和水的重量，并且记录猪只结束进食或者饮水的时间；步骤6，根据两次测量的时间计算出猪只进食或者饮水所花费的总时间，根据重量传感器两次测量的重量数据计算出该头猪只进食量和饮水量，并且记录数据；步骤7，当某头猪在进食、饮水区停留并且饲料和水的重量有变化是判定该头猪进行了进食或者饮水的行为；步骤8，当某头猪在排泄区域停留够一定的时间，则判定该头猪进行了排泄行为；步骤9，将猪只的进食、饮水量和排泄次数以及时间与标准的参数进行对比，判断猪只的行为是否正常，并将异常的信息以报警的方式提供给猪只场养殖人员。本专利技术的有益效果：1、不需要对猪身进行任何的标记，无需安装耳标或其他有伤猪只身体的标记，使其免受生物安全风险及痛苦的安装过程，对猪只完全无伤害；2、采用嵌入式ARM装置，成本底、稳定性好，整个装置精简小巧，安装方便；3、采用跟踪算法识别猪只，识别率比较高，受到猪舍恶略的环境影响较小；4、适用于大型的集约化养殖场所，可以对同一猪舍的多头猪跟踪识别；5、自动化程度高，对猪只行为记录比较详细，可以精确的记录某头猪的进食、饮水量，并且提供猪只异常进食、饮水、排泄行为的报警；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ARM的猪只行为跟踪识别监控装置，包括ARM主控制芯片、数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块、数据存储模块、算法实现模块、服务器模块、数据显示模块；所述的ARM主控制芯片通过数据传输模块分别与数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、算法实现模块、数据显示模块及服务器模块相连接，作为各个模块的主控制器；所述的数据采集模块包含图像采集模块和传感器模块，用于采集猪舍的图像和食槽重量的数据；所述数据处理模块用于将采集来的猪舍的图像和食槽重量的数据进行处理；所述的数据传输模块将ARM主控制芯片、数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、算法实现模块、数据显示模块及服务器模块相互连接，用于数据的传输；所述数据存储模块用于存储数据处理模块处理前和处理后的数据；所述算法实现模块包括图像预处理、背景差分、阈值分割、形态学处理、边缘检测、质心提取，并使用粒子滤波算法解决视频图像中的目标遮挡问题，用来对图像数据中的目标进行跟踪识别；所述服务器模块为用户的访问提供服务器，以便用户的访问；所述数据显示模块包括现场端的显示器、移动端的工具以及电脑PC端的显示设备。

【技术特征摘要】
1.一种基于ARM的猪只行为跟踪识别监控装置，包括ARM主控制芯片、数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块、数据存储模块、算法实现模块、服务器模块、数据显示模块；所述的ARM主控制芯片通过数据传输模块分别与数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、算法实现模块、数据显示模块及服务器模块相连接，作为各个模块的主控制器；所述的数据采集模块包含图像采集模块和传感器模块，用于采集猪舍的图像和食槽重量的数据；所述数据处理模块用于将采集来的猪舍的图像和食槽重量的数据进行处理；所述的数据传输模块将ARM主控制芯片、数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、算法实现模块、数据显示模块及服务器模块相互连接，用于数据的传输；所述数据存储模块用于存储数据处理模块处理前和处理后的数据；所述算法实现模块包括图像预处理、背景差分、阈值分割、形态学处理、边缘检测、质心提取，并使用粒子滤波算法解决视频图像中的目标遮挡问题，用来对图像数据中的目标进行跟踪识别；所述服务器模块为用户的访问提供服务器，以便用户的访问；所述数据显示模块包括现场端的显示器、移动端的工具以及电脑PC端的显示设备。2.根据权利要求1所述的基于ARM的猪只行为跟踪识别监控装置，其特征在于，所述的ARM主控制芯片型号为Exynos4412四核处理器，并使用型号为Tinny4412开发板引出大部分CPU功能引脚作为其他模块的接口。3.根据权利要求1所述的基于ARM的猪只行为跟踪识别监控装置，其特征在于，所述的数据采集模块，所述的图像采集模块为光学摄像头，通过摄像头采集猪舍的视频，用于获取判断猪只行为的图像；所述的传感器模块为重力传感器，用于测量猪只的进食量和饮水量。4.根据权利要求1所述的基于ARM的猪只行为跟踪识别监控装置，其特征在于，所述的数据采集模块和ARM主控制芯片的数据传输采用串口传输；所述的光学摄像头通过通用串行总线USB接口将视频信息传输给ARM主控制芯片；所述的重力传感器通过RS232通讯接口将采集的重量信息传递给ARM主控制芯片。5.根据权利要求1所述的基于ARM的猪只行为跟踪识别监控装置，其特征在于，所述的基于ARM的猪只行为跟踪识别监控装置使用嵌入式linux系统，系统中搭载了图像处理软件库。6.根据权利要求5所述的基于ARM的猪只行为跟踪识别监控装置，其特征在于，所述所述的图像处理软件库为嵌入式opencv视觉处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘星桥，李鹏宇，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32