[发明专利]一种利用双目视觉技术监测猪生长的方法

说明书

技术领域

该发明属于计算机技术在畜牧养殖中应用的技术领域，涉及一种利用双目视觉技术监测猪生长的方法，

背景技术

在养猪生产中，猪的体高、体长、体宽等参数是描述猪体生长状况的重要指标参数。及时监测猪的这些生长信息可以为生产管理和经营决策提供重要依据。在传统的生产中，对这些生长参数的获取是由手工进行的。体高等体型参数一般是由皮尺等手工进行测量，而对体重则采用体重箱、磅秤等测定。这些传统的测量方式不仅需要耗费大量时间和劳动力，效率较低，而且给种猪造成应激，给生产带来很大损失。特别是在猪场日常饲养管理中，若需要经常获取这些参数，实现就更为困难。尽管传统的一些测量仪器可以提供精确和连续的监测，如测重箱等，但猪舍往往污秽积累较多，很容易影响测量结果的精确度。大量的清洁工作不仅提高了生产成本，而且容易损坏设备。此外，传统的测量方式也不利于饲养管理的自动化和精细化。利用图像技术可以部分地避免传统测量技术的不足。如在猪体背部粘贴一已知尺寸的纸块作为标准，用摄像机采集猪体背部的图像，经过图像处理来测量猪体背部面积，进而来预估猪体重，这种方法需要人为参与，人与猪的接触会对猪造成一定程度的应激，且不利于实现自动化。国外有在猪舍内半米高处安装一个带有尺度的标杆，采集图像后通过图像处理来监测猪的体尺等。这种方式不能对猪的体高，且在猪舍内地面布置标杆会改变猪舍的环境。

发明内容

本发明的目的是针对养猪生产实际中实时监测猪生长的需求及已有方法的不足，提供一种利用双目视觉技术监测猪生长的方法，可以及时、无接触地对猪的生长情况实现监测，为生产管理和经营决策提供依据。

本发明提供的一种利用双目视觉技术监测猪生长的方法，其包括如下步骤：

(1)、系统的建立与标定：建立与标定系统：在猪舍顶部架设两部摄像机，两部摄像机之间距离为50～200mm，摄像机高度及二者之间的角度可根据实际情况确定，但要满足图像采集视野大小要求。两部摄像机通过连接装置与计算机连接，组成双目立体视觉检测硬件系统，对系统进行标定，获取系统的内外参数。内外参数包括：摄像机的空间坐标、角度、焦距、镜头畸变参数、两摄像机之间距离等进行三维测量时所需的参数；

(2)、获取猪体图像：利用步骤(1)建立的系统，用两部摄像机同时采集同一猪体背部的图像；

(3)、传输猪体图像：将图像通过连接装置传输给计算机；

(4)、猪体图像的处理：利用图像处理算法获取同一猪体同一时刻的两幅图像猪背部轮廓重心的像素差；

(5)、测量猪体高和猪体背部面积：根据步骤(4)的像素差，结合内外参数，获得摄像机距离猪体背部的距离，用摄像机距离地面的高度减去摄像机与猪背的距离，获得猪体的高度；将猪体背部作为一个平面，根据图像处理获取的猪体背部轮廓端点的像素差，结合猪体高信息，即可确定猪体背部轮廓端点的空间坐标，测量猪体长、体宽，计算猪体背部面积；

(6)、预估猪体重：每个品种或同一品种不同生长阶段体重与体高、体宽、体长和背部面积之间的关系都是不同的，因此应当通过实验来建立体重与体高、体宽、体长和背部面积之间的关系模型。根据步骤(5)测量的猪体高及猪体背部面积，建立猪体重的预估模型；在每天同一时间，对猪体进行图像采集，利用猪体重预估模型，监测猪体的生长情况。

如本发明所述的测定猪体生长的方法，为了采集到合适的视野范围，摄像机镜头应当选择在3.5～5mm。焦距越短，图像周围变形越大，误差也将增大，但焦距越长，为了采集到同样视野的范围，应当将摄像机安置于较高位置。

如本发明所述的测定猪体生长的方法，由于猪舍现场光线强度一般较低，摄像机应当选择照度较低的摄像机型号，分辨率应在480～600电视线(TVL)，摄像机CCD的尺寸可根据镜头等综合考虑选择，可选择1/3英寸或1/2英寸的，输出为PAL或NTFS制式的视频信号。

本发明所述的摄像机选择彩色摄像机时最低照度低于1Lux，选择黑白摄像机时最低照度低于0.5Lux。

如本发明所述的测定猪体生长的方法，由于图像处理算法运算量较大，故计算机性能应在Pentium 4、512M内存相当及以上配置，否则图像处理运算时间将加长。

如本发明所述的猪体生长测量方法，两部摄像机和计算机之间的连接装置是网络视频服务器、网线、集线器、交换机。

如本发明所述的测定猪体生长的方法，其中网络视频服务器将摄像机采集的模拟图像数字化为数字图像，并编码成BMP位图格式，以满足后续的图像处理，图像可以为D1或CIF格式。