[发明专利]一种移动式多猪圈猪体尺体重监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及自动化畜牧养殖技术领域，更具体涉及一种移动式多猪圈猪体尺体重监测系统。

背景技术

在生猪饲养中，猪的体长、体宽、体高、臀宽、臀高、体重等参数是描述生猪生长状况和繁殖性能的重要指标参数。及时监测生猪的生长信息，可以根据体重进行精准饲喂，预测上市的出栏日期，提高上市猪体重均匀度。在传统的生猪饲养中，一般由手工测量获得这些生长参数。体尺等信息采用卷尺或测杖测量，体重则采用体重笼、磅秤来测量。这些手工测量方式费时费力，效率低，给猪造成很大的应激，在测量后一两天，采食量严重下降，给生产带来很大损失。市面上也有一些地秤等设备可以无接触地检测猪的体重，但设备单体造价较高，养殖场难以承受。单独放置的设备需要驱赶猪来称重，建造在猪舍的设备，因为猪舍污秽积累较多，设备精度不易保证。粪尿水的腐蚀性较大，设备容易损坏。

利用图像技术和机器视觉技术可以避免传统测量技术的不足。专利CN100498213C《一种利用双目视觉技术监测猪生长的方法》利用架设在猪采食处上方的两个相机，同时采集猪体背部图像，基于双目视觉原理，检测猪的体尺信息，结合模型估测猪的体重。这种方法很好的解决了应激的问题，但该方法所述的设备无法移动，只能够安装在固定的位置。国内生猪养殖多数为小圈栏饲养，该方法只能检测一个圈栏内猪的体重，检测一栋猪舍所有猪的体重，需要多套设备，成本较高，难以实际应用。该专利主要采用了猪背部面积、猪体高等三个参数估测体重，模型参数较少，准确性不高。另外该系统标定步骤复杂，需要人工对应标定板的空间坐标和图像坐标，带入模型求解，相机一旦移动就需要重新标定。该方法以地面为Z轴原点，假设地面为水平，但实际猪舍地面有一定的排水倾斜角度，这就造成了体尺的检测误差。

澳大利亚AU2010219406和美国专利US20130064432利用图像处理技术自动检测猪背部面积，预估猪的体重，该方法不能检测猪的体高等体尺，用一个参数像素面积和猪体重建立的回归模型不可靠，需要相机保持在唯一的高度上。该方法也不能检测多圈猪的体重，架设在过道的形式，需要对原有猪舍进行改造，也增加了系统的成本。

国外也有针对牛、羊的手持式移动检测设备，但该类设备只针对单只动物，很多需要对动物进行限位，且需要人工选择测量点，无法实现规模化自动化监测。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题：一是提供一种连续、快速、方便、自动监测多圈猪的体尺体重的设备，降低设备的使用成本；二是提高猪体重估测模型的精度；三是简化监测系统校准过程，提高系统实用性。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自动监测一栋猪舍的多个猪圈中猪的体尺和体重的系统，其中包括以下部分：

（1）猪个体识别设备，（2）相机移动设备，（3）双目视觉设备，（4）自动监测模块。

一栋猪舍中的每个猪圈的饮水处安装无线射频识别RFID读卡器，每头猪佩戴无线RFID标签，所有RFID读卡器通过RS-485串口通讯总线连接至串口转网络服务器，在饮水器旁边安装限位栏杆，限制猪饮水时的姿势。

在猪舍饮水器顶部沿猪舍长轴方向架设有两根齿条，齿条与地面水平，且在两根齿条间架设有一根导轨，其两端装有齿轮，通过步进电机可控制齿轮转动，使得相机在齿条上水平移动，步进电机通过RS-485串口通讯总线连接至串口转网络服务器，齿条两端装有光电限位开关，该相机移动设备长度横跨多个猪圈。

在导轨上安装有两台同型号的相机，相机安装定焦镜头，两台相机平行放置，垂直向下，相机通过千兆网线连接至千兆交换机，然后交换机连接至工控机。

自动监测模块主要功能包括：相机校准、图像采集、图像处理、关键点提取、计算体尺和估算体重。

优选地，上述的限位栏杆使得猪饮水时姿势平直，与相机CCD长边平行，获得高质量的图像。

优选地，上述的RFID读卡器和标签，读写频率为134.2KHz，满足ISO11784/5动物识别国际标准。

优选地，上述的一体化步进电机，集成了控制器和步进电机驱动器，具有RS-485串口通讯功能。

优选地，上述的自动监测模块的计算体尺功能包括计算猪的体长、体宽、体高、臀宽、臀高。

优选地，上述的两台平行放置的相机的间距为50-200mm，相机安装在防护罩内部，相机距离地面高度为180-230cm。

优选地，上述的自动监测模块的图像采集功能在于使用RFID读卡器的信号作为图像采集触发信号。