一种移动式牧场数据采集终端制造技术

本发明专利技术涉及动物养殖中使用的图像、视频、音频采集系统，具体为一种移动式牧场数据采集终端，包括外壳、多光谱成像模块、光源模块、音频采集模块、供电模块、通信模块、控制模块及行走模块。多光谱成像模块用于采集光谱数据，光源模块根据设定的程序发射多个特定谱段的光，音频采集模块采集养殖舍内音频数据，供电模块为本终端提供电力，通信模块用来向上位机传输数据并接收指令，控制模块用于本终端的运行控制，行走模块可以驱动本终端在轨道上自动行走，该终端还配置一个安装于养殖舍空间的上部的轨道。本终端采集更丰富的数据用于动物健康监测，可以及时、准确地判断动物健康问题，因此可以提高动物健康水平，节省预防、治疗费用，提高养殖效益。高养殖效益。高养殖效益。

【技术实现步骤摘要】
一种移动式牧场数据采集终端


[0001]本专利技术涉及动物养殖中使用的图像、视频、音频采集系统，具体为一种移动式牧场数据采集终端。
技术背景
[0002]牧场动物健康监测主要依靠兽医技术人员，而限于知识、经验、情绪、责任心、工作计划等因素的影响，兽医技术人员并不总是能够及时、准确地判断动物的健康问题，因此而导致养殖效益的下降甚至造成严重损失。另外，兽医技术人员对动物健康问题的判断依赖于现场观察，而兽医技术人员在不同养殖区域的移动，也是牧场内的生物安全隐患。
[0003]兽医技术人员对动物健康问题的判断依据主要是视觉、听觉，辅之以仪器设备获取的温度、湿度、光照等数据，而现有的图像、视频、音频采集和分析技术已经可以部分代替人的视觉、听觉，有些方面甚至超出人的视觉和听觉范围。这方面的实际应用已经有很多。比如：使用红外线热成像技术对人和动物的体温测量；使用红外线热成像技术对人的健康状态进行分析；使用荧光技术对人或动物的疾病进行分析；使用反射光谱对人的呼吸、脉搏、血氧饱和度甚至血压进行监测；使用音频数据判断小猪被母猪压迫；使用音频数据判断动物的呼吸道疾病等。
[0004]但是，目前在动物养殖中使用的图像、视频、音频采集系统的功能和应用还存在下列问题：目前的视频采集主要是在白天时段，光谱范围主要是可见光和红外光，应用的目的主要是测体温，计算体重、体况、数量统计等；动物在安静状态下的生理数据如体温、呼吸、脉搏、血氧饱和度等数据对于判断动物的健康状况更有意义，但是没有非接触式的音视频采集的产品和应用；不能同时采集音频数据与视频数据；多数的视频数据只关注动物本身，没有对动物生活环境进行数据采集和分析应用。
[0005]因此，目前现有的技术采集的数据种类和数据量不足以支撑对动物健康状况进行及时和准确的分析。

技术实现思路

[0006]针对目前在动物养殖中使用的视频、音频采集系统存在的问题，本专利技术旨在构建一种全天候采集动物及其生活环境的相关数据的系统，采集更丰富的数据用于动物健康监测，可以及时、准确地判断动物健康问题，因此可以提高动物健康水平，节省预防、治疗费用，提高养殖效益。
[0007]本专利技术采用以下技术手段以实现全天候采集动物及其生活环境的相关数据的目的：一种移动式牧场数据采集终端，包括一个防水防尘的外壳，以及安装在外壳内和
固定在外壳上的功能模块，功能模块包括多光谱成像模块、光源模块、音频采集模块、供电模块、通信模块、控制模块及行走模块。
[0008]所述多光谱成像模块用于采集多个特定谱段的光谱数据，可以是由多个特定波段摄像头组成的多光谱成像模块，其中至少包括一个热成像摄像头、一个近红外摄像头（波长范围780
‑
1100纳米）、一个红色摄像头（波长范围668纳米左右）及一个可见光摄像头。
[0009]所述的光源模块可以根据设定的程序发射多个特定谱段的光，尤其是紫外、红色、红外三个波段的光，用于黑暗状态下影像数据采集，尤其是红光反射、红外反射、激发荧光等光谱数据的采集。
[0010]所述的音频采集模块用于采集养殖舍内音频数据。
[0011]所述的供电模块为本终端提供电力，主要包括电力存贮装置。
[0012]所述的通信模块通过无线网络向上位机传输数据，及接收上位机发出的动作指令。
[0013]所述的控制模块用于本终端的运行控制。
[0014]所述的行走模块可以驱动本终端在轨道上自动行走，以采集不同位置的数据。
[0015]该终端还配置一个安装于养殖舍空间的上部的轨道，该终端借助行走模块沿着该轨道平衡移动，在养殖舍不同位置进行数据采集。
[0016]优选的，用高光谱相机代替多光谱成像模块，尤其是在研究设施或高光谱相机成本下降的前提下，覆盖光谱波长范围400nm
‑
2000nm。
[0017]优选的，光源模块是一个由若干红色（波长峰值为660纳米）、红外（波长峰值为910纳米）、紫外（波长360纳米左右）发光二极管组成的陈列。
[0018]优选的，本终端也可以配置存贮模块，以暂存监测的数据。本终端获取的数据可以在有无线网络连接时发送到上位机。
[0019]优选的，本终端还可以外接温度、湿度探头，可以监测特定区域内的温度、湿度数据。一方面可以用来检验温度、湿度管理的结果，另一方面也可以作为环境背景值，以校正动物体温计算的结果。
[0020]优选的，该终端还配有一个基座，本终端与基座配合使用；基座一方面可以为本终端充电，另一方面作为上位机接收终端的数据和向终端发送动作指令。终端离开基座时通过无线网络与基座连接，向基座传输数据和接收指令；终端与基座连接时，可以进行充电，并且将暂存的数据传输到基座，同时，也可以进行系统检测和更新。
[0021]优选的，音频采集模块为一个高灵敏度非指向数字拾音器。
[0022]本专利技术还提供了一种用于牧场动物健康监测的数据采集终端的使用方法：本终端每天进行多次数据采集。
[0023]白天在动物采食高峰时段的数据采集方法：动物在采食高峰时段的特点是绝大多数呈站立姿势且相对静止，对这一时段数据采集可以获取包括但不限于体重、体型（体况）、体温、运动量、脉搏、声音、地面粪便存留量及位置的特征。
[0024]本终端在特定位置的上方停留一段时间，获取终端下方一定区域的连续的影像和声音数据，完成之后移动到下一个位置，直到完成整个养殖舍数据的采集。
[0025]这个时段采集的影像数据为可见光波段。
[0026]白天在动物非采食高峰时段的数据采集方法：动物在非采食高峰时段的特点是多数呈躺卧姿势，对这一时段数据采集可以获取包括但不限于体温、运动量、声音、地面粪便存留量及位置、地面饲料存留量等特征。
[0027]本终端在特定位置的上方停留一段时间，获取终端下方一定区域的连续的影像和声音数据，完成之后移动到下一个位置，直到完成整个养殖舍数据的采集。
[0028]这个时段采集的影像数据为可见光波段。
[0029]夜晚在动物深夜休息时段的数据采集方法：养殖舍在深夜没有光照，动物在深夜休息时段的特点是呈躺卧姿势且静止，对这一时段数据采集可以获取包括但不限于基础体温、静息心率、静息呼吸、血氧饱和度、皮肤表面特征、声音、地面粪便存留量、位置及分类、地面饲料存留量及霉变等特征。
[0030]本终端在特定位置的上方停留一段时间，在这段时间里，先后进行热成像数据采集、紫外激发荧光数据采集、红光及红外反射光谱数据采集，及全程的连续声音数据采集。
[0031]比如，可以先在没有任何光照的情况下先进行热成像数据采集；然后发光模块发射紫外光，同时进行荧光数据采集；然后发光模块发射红光（比如660nm波长）和近红外光（比如940nm波长），红光和近红外摄像头连续采集一段时间的数据；在这个过程中连续采集声音数据；一个位置的数据采集完成之后移动到下一个位置，直到完成整个养殖舍数据的采集。
[0032]这个时段采集的影像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种移动式牧场数据采集终端，其特征在于：包括一个防水防尘的外壳（1），以及安装在外壳内和固定在外壳上的功能模块，功能模块包括多光谱成像模块（2）、光源模块（3）、音频采集模块（4）、供电模块（5）、通信模块、控制模块及行走模块（6）；多光谱成像模块（2）用于采集多个特定谱段的光谱数据，至少包括一个热成像摄像头、一个近红外摄像头、一个红色摄像头及一个可见光摄像头；光源模块（3）根据设定发射红色、红外、紫外三个波段的光，用于黑暗状态下影像数据采集，尤其是红光反射、红外反射、激发荧光光谱数据的采集；音频采集模块（4）用于采集养殖舍一定范围内的音频数据；供电模块（5）为本终端运动和工作提供电力，包括电力存贮装置；通信模块通过无线网络向上位机传输数据，以及接收上位机发出的动作指令；控制模块用于本终端的运行控制；行走模块（6）驱动本终端在轨道上自动行走，以采集不同位置的数据；该终端还配置一个安装于养殖舍空间的上部的轨道（9），该终端借助行走模块（6）沿着该轨道（9）平衡移动，在养殖舍不同位置进行数据采集。2.根据权利要求1所述的一种移动式牧场数据采集终端，其特征在于：可以用高光谱相机代替多光谱成像模块（2）。3.根据权利要求1或2所述的一种移动式牧场数据采集终端，其特征在于：功能模块还包括存贮模块，用于暂存采集到的数据。4.根据权利要求1或2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕杰，周思君，姚军，毕研伦，万国起，吴仁标，
申请(专利权)人：今蜂智慧农业科技泰安有限公司，
类型：发明
国别省市：