[发明专利]一种基于3D的马体尺测量系统及数据修正方法

说明书

本发明公开了一种基于3D的马体尺测量系统的数据修正方法，马的体尺数据是衡量马的生长发育及科学饲养、育种的重要依据。区别于人工测量方法，基于机器视觉的马体尺测量系统在测量的安全和高效方面具有显著优势。基于CINEMA 4D软件的骨骼设计，依据线性回归方程的建模思想，首先完成了焉耆马的体高、体长、胸围、管围的数据采集；然后分别讨论马体站姿不标准的两类情况下，相应体尺数据的修正方法；最后利用Matlab软件初步完成马体测量系统的仿真测试。仿真结果表明，基于3D图像的机器视觉测量方法，对于马站姿不标准时体尺数据的采集具备测量依据，利用线性回归理论预测马体尺的数据对相关体测系统的开发具备借鉴意义。

技术领域

本发明涉及一种动物体尺领域，具体为一种基于3D的马体尺测量系统及数据修正方法。

背景技术

新疆是我国传统的养马大区，马的品种资源丰富，据国家品种资源调查显示，目前全疆共有哈萨克马、巴里坤马、焉耆马、柯尔克孜马等4个地方品种，有伊犁马、伊吾马2个培育品种，为全国各省市自治区之首。马品种登记即由专门的登记机构依据系谱、体尺外貌、生产性能等资料来划分马的品种，因此体尺的测量技术就成为鉴定新疆马的品种、推进马的良种化进程中不可或缺的技术。

目前，机器视觉的动物体尺测量在国内已经取得一定进展，如利用背景减法和去除噪声算法得到猪体体尺测点；利用背景差分法提取羊体轮廓；运用自动阈值分割与形态学处理进行轮廓分割；采用Kinect传感器搭建的羊体尺测量系统，利用彩色、深度图像的多元信息提取羊的体尺；基于机器视觉技术测量鱼体侧面积，并将面积与质量进行数据拟合建立模型，评价鱼的质量等等。相比国内研究现状，国外对动物体尺进行测度的设备专利较多。测度动物的体型，建立结构化专用装置，优势在于方便图像采集和标定，实现对感兴趣参照点进行线性测量，但不足之处在于建立结构化装置成本较高，还必须诱导动物到指定位置。

综上，目前采用的自动化指标获取方法主要基于二维图像和结构化设施限制动物的位姿来实现获取，对动物的位姿或环境光照和背景要求较严格，在实际生产中难以得到满足，且2D机器视觉技术本身不能获取和动物身体曲面形状相关的指标。

借鉴动物体尺的研究成果，依据新疆马业协会发布的地方标准，利用3D绘图技术，模拟多元线性回归算法，我们建立了新疆马体尺基础指标的采集模型，旨在完成马体尺测量系统的初步设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于3D的马体尺测量系统及数据修正方法，基于3D的马体尺测量系统初步完成了马体的体长、体高、胸围、管围的测量，对于站姿不标准造成的测量误差，讨论了两种特定姿态下的修正方法。

本发明采用的技术方案如下：一种基于3D的马体尺测量系统，测量马体尺的基本数据包括体高、体长、胸围、管围，其测量标准如下：

体高：从鬐甲顶点到地面的垂直距离；

体长：从肩端到臀端的直线距离；

胸围：在肩脚骨后缘垂直绕胸一周的长度；

管围：左前管部上1/3部的下端最细处，水平绕其一周的长度；其特征在于：

(1)应用CINEMA 4D软件设计马体的骨骼，据此建立马体3D模型；在3D图像中，马的体高、体长、胸围、管围指标均属于体尺测量的基础数据，基于机器视觉，马体各项指标的测量值必需与图像像素点的坐标距离相关，才具备可测性，而马的体高、体长测量方式符合这一标准；且定义了相关指标：胸径、管径(胸围、管围的平面的直径)，利用可测的体高、体长、胸径、管径，构成马体胸围、管围预测模型的重要参数；