[发明专利]一种实时监查羊群数目的辅助放羊方法和系统

权利要求书

1.一种实时监查羊群数目的辅助放羊方法，适于放牧羊群时的实时跟踪和羊群数目统计，其特征在于，所述方法包括：

S1：实时采集整个放牧羊群的视频图像，对视频图像进行预处理；

S2：计算预处理后的整个放牧羊群的视频图像中羊群密度最大点，将该羊群密度最大点作为追踪目标；

S3：通过卡尔曼滤波算法，对追踪目标进行滤波，并对放牧羊群的运动状态进行估计和预测，调整无人机跟踪飞行路线，生成对应飞行控制指令，根据调整后的无人机跟踪飞行路线控制无人机实时跟踪放牧羊群。

2.根据权利要求1所述的实时监查羊群数目的辅助放羊方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过标号法，计算得出整个放牧羊群的视频图像中羊群的数目，当羊群统计数目少于羊群实际数目时，判定羊群中有羊丢失，生成警报控制指令。

3.根据权利要求1所述的实时监查羊群数目的辅助放羊方法，其特征在于，所述对整个放牧羊群的视频图像进行预处理，包括图像去噪和图像腐蚀；

所述图像去噪采用中值滤波法；

所述图像腐蚀的过程包括以下步骤：

将背景色设置为黑色，彩色图像转化为灰度图像，再采用标准大津法将灰度图像转化为二值图像，创建一圆盘形结构元素对图像进行1次腐蚀操作，提取得到代表羊群的白色特征量。

4.根据权利要求1所述的实时监查羊群数目的辅助放羊方法，其特征在于，计算预处理后的整个放牧羊群的视频图像中羊群密度最大点的方法包括以下步骤：

S41：随机选取整个放牧羊群的视频图像中一个未标记的点作为中心点c_n-1，n＝1，找出离中心点c_n-1距离小于一设定半径的所有点，记做集合M，判定这些点属于同一簇C₁，并将这些求内点属于这个类的概率加1；

S42：计算上述中心点c_n-1到集合M中每个元素的向量，将这些向量相加得到向量加和s，根据下述公式计算得到新中心点c_n：

c_n＝c_n-1+s

判定s是否小于第一设定阈值T₁，如果小于，进入步骤S43，否则，n依次加1，重复计算下述公式c_n＝c_n-1+s，直到c_n-1对应的s迭代收敛至小于第一设定阈值T₁，进入步骤S43；

S43：将得到的新中心点c_n记为最终中心点c_中，并将迭代过程中遇到的点都归类于簇C₁；

S44：判断当前簇C₁的中心点c_中与其它已存在的簇C₂的中心点的距离小于第二设定阈值T₂：

1)如果小于第二设定阈值T₂，将簇C₂和C₁合并；

2)如果大于等于第二设定阈值T₂，将当前簇C₁作为新聚类，增加1类；

S45：重复步骤S41-S44，直到整个放牧羊群的视频图像中的所有点都被标记访问；

S46：在每个类中选取访问频率最大的点作为当前点集的所属类，得到羊群密度最大点。

5.根据权利要求2所述的实时监查羊群数目的辅助放羊方法，其特征在于，所述计算得出整个放牧羊群的视频图像中羊群的数目包括以下步骤：

S51：提取背景图像，所述背景图像为彩色图像；

S52：将背景图像由彩色图像转化为灰度图像；

S53：采用标准大津法将灰度图像转化为二值图像；

S54：采用标号法，将多个像素连接在一起的区域标记为一个团，将该团内部所有元素标为1，依次判定图像中团的数目，标号递增至最大值，将该最大值判定成羊群数目。