[发明专利]基于边缘计算的哺乳期仔猪活动规律统计系统

权利要求书

1.一种基于边缘计算的哺乳期仔猪活动规律统计系统，其特征在于它包括数据可视层、数据存储层、网络传输层、数据处理层和数据采集层，其中：

数据采集层由若干摄像头组成，摄像头采用RGB红外摄像头，设置在母猪产床的垂直上方，以俯拍的方式获取哺乳期仔猪图像；

数据处理层包括多个Jetson nano设备，单个Jetson nano设备连接多个摄像头，各Jetson nano设备中运行图像处理模块和检测模型，具体的：

Jetson nano设备接收摄像头采集的图像数据，并通过图像处理模块将其转化成标准格式化数据；

标准格式化数据通过检测模型获得仔猪的活动规律；

网络传输层通过网络节点将Jetson nano设备传输至网络存储层；

数据存储层以云服务器或其他硬件作为数据存储载体，存储仔猪的活动规律信息；

数据可视层连接数据存储层，以移动终端/PC终端的形式将信息展示。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于图像处理模块将仔猪个体和产床关键设备进行标签制作。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于哺乳期仔猪与产床关键设备检测模型通过以下步骤建立：

S1-1、将制作好的标签文件按比例划分为训练集、测试集和验证集；

S1-2、设置网络超参数，根据数据集及硬件设备情况设置Epoch、Batchsize、初始学习率、初始冲量，权重衰减系数；

S1-3、将制作好的数据集投入设置好训练参数的yolov5s网络进行仔猪和关键设备检测模型的训练；

S1-4、训练完成后选取检测效果最优的权重模型作为哺乳期仔猪与产床关键设备检测模型。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述检测模型包括哺乳期仔猪与产床关键设备检测模型、仔猪活动规律统计模型；

标准格式化数据输入至哺乳期仔猪与产床关键设备检测模型，获得仔猪与产床关键设备之间的位置关系；

仔猪与产床关键设备之间的位置关系输入至仔猪活动规律统计模型，获得仔猪的活动规律。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于仔猪活动规律统计模型通过以下步骤建立：

S2-1、基于哺乳期仔猪与产床关键设备检测模型，每秒提取一次仔猪与产床关键设备的检测框角点坐标，计算检测框的中心点坐标；

S2-2、根据仔猪目标检测框的中心点每秒的坐标变化情况，判断仔猪活跃状态，判断依据为：

式中，act--产床仔猪平均活跃度，Δl--仔猪目标检测框中心点偏移距离，id--识别出的仔猪检测框编号，n--识别出的仔猪数量；其中：

式中，Δl--仔猪目标检测框中心点偏移距离，t--第t秒，x--仔猪目标检测框中心点横坐标，y--仔猪目标检测框中心点纵坐标；

S2-3、根据仔猪相对于产床关键设备的位置来判定其在图像中的位置；

S2-4、根据仔猪活跃度与位置判定，建立基于时间的仔猪活动规律统计模型。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于S2-2中，act判定阈值如下式：

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于S2-4中，将产床分为三个区域：其他区域、母猪区、保温区，以保温灯为参照物，首先判断保温灯位置：

保温灯位于上半图，则仔猪位置判定规则为：

保温灯位于下半图，则仔猪位置判定规则为：

式中，y_pig表示仔猪目标检测框中心点的横坐标，y_up表示其他区域和母猪区的分界线横坐标，y_down表示区域母猪区和保温区的分界线的横坐标。