[发明专利]一种基于奶牛身体关键点运动轨迹的跛行检测方法

说明书

本发明属于畜禽高效安全养殖信息化技术领域，具体涉及一种基于奶牛身体关键点运动轨迹的跛行检测方法。该方法首先获取奶牛的行走视频，并从行走视频中提取奶牛的牛蹄运动轨迹和头部运动轨迹；然后从中提取出奶牛的跛行参数；所述奶牛的跛行参数包括步幅不一致性、步进时间不一致性、跟踪性能、牛蹄着地敏感性、牛蹄支撑相占比不一致性、以及头部摆动幅度；最后根据奶牛的跛行参数，确定奶牛的跛行程度。本发明从奶牛头部运动情况和牛蹄运动情况来综合确定奶牛的跛行参数，全面覆盖奶牛的跛行参数，进而根据跛行参数来确定奶牛的跛行程度，提高了奶牛跛行检测的准确率，对提高奶牛福利、降低跛行带来的经济损失有着重要的意义。

技术领域

本发明属于畜禽高效安全养殖信息化技术领域，具体涉及一种基于奶牛身体关键点运动轨迹的跛行检测方法。

背景技术

跛行不仅是奶牛最重要的福利问题之一，而且会造成奶牛的产奶量减少，繁殖性能下降，带来巨大的经济损失。预防和及时治疗是应对奶牛跛行现象的两大策略，尽早地鉴别出跛行的奶牛将会减小经济损失并且有助于跛脚的恢复，因此鉴别出处于跛行早期的奶牛具有十分重要的研究意义。

传统的人工过检测奶牛跛行的方法为人工检测方法，该种方法费时费力，已经不能满足目前奶牛养殖业的需求。为了解决该问题，现有技术中开始将机器视觉方法应用于跛行奶牛检测上来，该种方法在对奶牛跛行检测的过程中不干扰奶牛的正常活动，具有非接触、免应激、低成本等特点，已经得到广泛研究。

现有的基于机器视觉的奶牛跛行检测方法包括计算奶牛行走时的弓背曲率、头颈部拟合直线来作为奶牛的跛行参数；还包括对奶牛腿部摆动曲线进行分析，提取跛行指标以实现对奶牛跛行的自动检测；等等。但现有方法对奶牛跛行特征提取的覆盖率不高，并且无法实现在复杂环境下对奶牛身体关键部位进行跟踪来获取更为准确的跛行参数。

发明内容

本发明提供了一种基于奶牛身体关键点运动轨迹的跛行检测方法，用以解决现有技术中对奶牛跛行特征提取的覆盖率不高造成的奶牛跛行确定不准确的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案包括：

本发明提供了一种基于奶牛身体关键点运动轨迹的跛行检测方法，包括如下步骤：

1)获取奶牛的行走视频，并从行走视频中提取奶牛的牛蹄运动轨迹和头部运动轨迹；

2)根据奶牛的牛蹄运动轨迹和头部运动轨迹，提取出奶牛的跛行参数；所述奶牛的跛行参数包括步幅不一致性、步进时间不一致性、跟踪性能、牛蹄着地敏感性、牛蹄支撑相占比不一致性、以及头部摆动幅度；

3)根据奶牛的跛行参数，确定奶牛的跛行程度，所述跛行程度包括正常和非正常。

上述技术方案的有益效果为：本发明从奶牛的行走视频中提取出奶牛的牛蹄运动轨迹和头部运动轨迹，以从奶牛头部运动情况和牛蹄运动情况来综合确定奶牛的跛行参数，包括步幅不一致性、步进时间不一致性、跟踪性能、牛蹄着地敏感性、牛蹄支撑相占比不一致性、以及头部摆动幅度，全面覆盖奶牛的跛行参数，进而根据跛行参数来确定奶牛的跛行程度，提高了奶牛跛行检测的准确率，对提高奶牛福利、降低跛行带来的经济损失有着重要的意义。

进一步的，为了准确计算各个跛行参数以准确判断奶牛的跛行程度，所述步幅不一致性为：

ZB₁＝max(|BF_ZQ-BF_YQ|,|BF_ZH-BF_YH|)

BF_ZQ＝LW_ZQ-QW_ZQ

BF_YQ＝LW’_YQ-QW_YQ