基于计算机视觉辅助的通道式智能猪群称重与计数方法技术

本发明专利技术公开了一种基于计算机视觉辅助的通道式智能猪群称重与计数方法，包括布置通道式智能猪群称重与计数系统、智能猪群称重与计数系统对猪只检测和实例分割、进行猪只实时跟踪、计数、计算出猪群的重量和数量。智能猪群称重和计数系统中，围栏和数字地磅共同构成称重通道，数字地磅与处理计算机相连，监控摄像机安装在数字地磅的正上方；采用计算机视觉辅助的方法对通过地磅的猪只进行自动检测，与此同时获取相应时间段内的称重读数并统计计算得到该猪的重量。本发明专利技术对通过磅秤的猪只进行跟踪，不仅能防止猪只回退重复称重，又能在完成猪群称重的同时对猪群进行计数；提高猪场生产经营生产效率和智能化水平具有重要作用。经营生产效率和智能化水平具有重要作用。经营生产效率和智能化水平具有重要作用。

【技术实现步骤摘要】
基于计算机视觉辅助的通道式智能猪群称重与计数方法


[0001]本专利技术涉及计算机视觉领域和人工智能
，特别地，涉及一种基于计算机视觉辅助的通道式智能猪群称重与计数方法。

技术介绍

[0002]目前，在生猪养殖的日常管理及出栏售卖中涉及到对猪只的称重。大量猪只的称重如果采用传统的人工捆绑猪只过称的方式不仅费时费力，而且会引起猪的应激反应，对于猪的健康生长产生不利影响。当前，更合理的方式是采用通道式称重，这种方式在通道某处设置地磅，把猪赶至通道按顺序一头接一头的通过地磅进行称重。这种通道式猪只称重方法目前存在以下问题：一方面，人需要在地磅旁边读出重量读数并记录，而猪只踩上地磅到离开地磅时间较短，并且由于猪的运动，重量读数会不稳定，这需要人非常熟练且保持全神贯注。另一方面，由于没有对猪只称重全过程进行摄像记录，无法防止对猪只重复或者减少称重的作弊情况的发生。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于计算机视觉辅助的通道式智能猪群称重与计数方法，以解决
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于计算机视觉辅助的通道式智能猪群称重与计数方法，包括以下步骤：
[0005]S1、布置通道式智能猪群称重与计数系统；所述智能猪群称重与计数系统包括围栏、数字地磅、处理计算机和监控摄像机，所述围栏和数字地磅形成称重通道，所述围栏的宽度设置为能够使得猪群前后相继通过，所述数字地磅与所述处理计算机相连，以将所述数字地磅实时读数传输至所述处理计算机；所述监控摄像机架设在所述数字地磅的上方，所述监控摄像机采集所述数字地磅及所述数字地磅附近的图像传送至所述处理计算机；
[0006]S2、将猪群赶至称重通道，所述智能猪群称重与计数系统对所述监控摄像机拍摄的图像进行猪只检测和实例分割；
[0007]S3、进行猪只实时跟踪：采用基于卡尔曼滤波的目标跟踪方法对识别出的猪只进行持续跟踪，得到每头猪通过所述数字地磅的行进轨迹；
[0008]S4、综合猪只识别和跟踪的结果、以及数字地磅的重量数据，计算出通过所述数字地磅的猪只的重量；
[0009]S5、对于每头猪，在其称重的起始时间段里，抓拍一张图像连同重量一起上传至所述智能猪群称重与计数系统进行存储。
[0010]进一步的，所述步骤S2中，对监控摄像机获得的每帧图像，利用目标检测方法识别出通道中的猪只，并利用实例分割方法分割出通道中的每只猪。
[0011]进一步的，所述步骤S4中计算猪只的重量的具体方法包括：
[0012](1)提前在拍摄图像中标记出沿着猪只行进方向地磅的起始线和终止线；
[0013](2)对于每只跟踪的猪p
i
，记录其头部触碰地磅起始线的时刻尾部触碰地磅起始线的时刻头部触碰地磅终止线的时刻尾部触碰地磅终止线的时刻
[0014](3)计算每只猪称重的起始时间即以及每只猪称重的结束时间其中，称重的起始时间为该猪刚好完全踩在数字地磅上和前猪刚好完全离开所述数字地磅这两个时刻中最晚时刻，称重的结束时间为该猪刚好有部分身体离开地磅和后猪刚好有部分身体接触地磅这两个时刻中最早时刻，称重的起始时间与称重的结束时间之间的时间段即为只有在某一只猪完全站在数字地磅上并且数字地磅上没有其他猪只的时间段；
[0015](4)获取数字地磅在时间段的重量数据，设为v
i
，i＝1，2，...，m，则该猪的体重取这些重量数据中的众数，即出现次数最多的重量数；
[0016](5)监控猪只的行进方向，如果出现后退逆行，则不对该猪进行称重以防止重复计重和计数。
[0017]相比于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
[0018](1)、本专利技术的一种基于计算机视觉辅助的通道式智能猪群称重与计数方法，围栏和数字地磅共同构成称重通道，数字地磅与处理计算机相连，监控摄像机安装在数字地磅的正上方；采用计算机视觉辅助的方法对通过地磅的猪只进行自动检测，与此同时获取相应时间段内的称重读数并统计计算得到该猪的重量。本专利技术对通过磅秤的猪只进行跟踪，不仅能防止猪只回退重复称重，又能在完成猪群称重的同时对猪群进行计数。
[0019](2)、本专利技术对于提高猪场生产经营生产效率和智能化水平具有重要作用；一是实现自动化的猪群称重和计数，人只要将猪群赶往通道，猪只通过磅秤即可完成称重和计数，节省了人力和时间；二是对猪只通过磅秤过程全程摄像并可以抓取每头猪上秤时的图像留作证据，防止作弊。
[0020]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0021]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0022]图1是本专利技术一种基于计算机视觉辅助的通道式智能猪群称重与计数方法的流程示意图
[0023]图2是本专利技术中通道式智能猪群称重与计数系统的结构示意图。
具体实施方式
[0024]以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0025]请参见图1和图2，本实施例提供一种基于计算机视觉辅助的通道式智能猪群称重与计数方法，包括以下步骤：
[0026]步骤一、布置通道式智能猪群称重与计数系统；智能猪群称重与计数系统包括设
置围栏1和在围栏所形成的通道中安装数字地磅2，围栏1和数字地磅2共同构成称重通道A。围栏的宽度设置为使得猪群只能一前一后相继通过称重通道。数字地磅与处理计算机3通过有线或无线方式相连，以将数字地磅实时读数传输至处理计算机；数字地磅上方架设监控摄像机4，监控摄像机采集数字地磅及数字地磅附近的图像至处理计算机。
[0027]步骤二、启动智能猪群称重与计数系统后可以开始猪群称重：将猪群赶至称重通道，智能猪群称重与计数系统对监控摄像机拍摄的图像进行猪只检测和实例分割。针对获得的每帧图像，利用目标检测方法如Yolo系列算法识别出称重通道中的猪只，并利用实例分割方法如BlendMask算法分割出称重通道中的每只猪。Yolo算法会检测出猪只的矩形框位置，BlendMask算法会描绘出猪只的边缘位置信息，通过这两个信息，可以将监控图像中的每只猪都识别出来。本实施例的技术方案比单独只使用目标检测或单独只使用实例分割更加鲁棒，增加了猪只识别和计数的准确性。
[0028]步骤三、进行猪只实时跟踪：针对识别出的猪只，采用基于卡尔曼滤波的目标跟踪方法进行持续跟踪，得到每头猪通过地磅的行进轨迹。
[0029]步骤四、综合猪只识别和跟踪的结果、以及数字地磅的重量数据，计算出通过地磅的猪只的重量。考虑到实际有可能出现前后两头猪都踩到地磅的情况，只有在某一只猪完全站在数字地磅上并且地磅上没有其他猪只时，地磅的体重数据才是该猪只准确的体重，因此需要准确找到该时间区间。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于计算机视觉辅助的通道式智能猪群称重与计数方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、布置通道式智能猪群称重与计数系统；所述智能猪群称重与计数系统包括围栏、数字地磅、处理计算机和监控摄像机，所述围栏和数字地磅形成称重通道，所述围栏的宽度设置为能够使得猪群前后相继通过，所述数字地磅与所述处理计算机相连，以将所述数字地磅实时读数传输至所述处理计算机；所述监控摄像机架设在所述数字地磅的上方，所述监控摄像机采集所述数字地磅及所述数字地磅附近的图像传送至所述处理计算机；S2、将猪群赶至称重通道，所述智能猪群称重与计数系统对所述监控摄像机拍摄的图像进行猪只检测和实例分割；S3、进行猪只实时跟踪：采用基于卡尔曼滤波的目标跟踪方法对识别出的猪只进行持续跟踪，得到每头猪通过所述数字地磅的行进轨迹；S4、综合猪只识别和跟踪的结果、以及所述数字地磅的重量数据，计算出通过所述数字地磅的猪只的重量；S5、对于每头猪，在其称重的起始时间段里，抓拍一张图像连同重量一起上传至所述智能猪群称重与计数系统进行存储。2.根据权利要求1所述的通道式智能猪群称重与计数方法，其特征在于，所述步骤S2中，对监控摄像机获得的每帧图像，利用目标检测方...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐新文，涂丹，朱为，汪彦明，曹正午，徐东，谢志恒，胡青霞，王涛，郑冰，
申请(专利权)人：长沙鹏阳信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：