[发明专利]基于边缘计算的仔猪吃奶行为监测系统

权利要求书

1.一种基于边缘计算的仔猪吃奶行为监测系统，其特征在于它包括：

-数据采集层：包括若干摄像头，由摄像头采集视频数据；

-数据处理层：包括若干Jetson nano嵌入式设备，单个Jetson nano嵌入式设备接收若干摄像头采集的视频数据，进行实时数据处理与传输；

-数据传输层：通过网络节点将多个Jetson nano嵌入式设备发送的数据传输至数据存储层；

-数据存储层：包括云服务器、本地服务器和其他设备，对处理后的数据进行分类存储，在服务器中对每类的所属数据进行清洗和重组，把处理后的结果送至数据展示层。

-数据展示层：包括移动/PC端，将数据存储层发送的数据进行用户端的可视化展示。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于系统基于仔猪吃奶检测算法：使用yolov4-tiny为主干网络，通过yolov4-tiny算法识别仔猪与母猪哺乳区的目标检测框，根据两种检测框的不同位置关系以及时序关系，进行仔猪吃奶行为的判断。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于仔猪目标检测框的四个点分别为a、b、c、d，对应坐标为(X_a，Y_a)、(X_b，Y_b)、(X_c，Y_c)、(X_d，Y_d)；母猪哺乳区域的目标检测框四个点分别为A、B、C、D，对应的坐标为(X_A，Y_A)、(X_B，Y_B)、(X_C，Y_C)、(X_D，Y_D)，仔猪吃奶检测算法具体流程为：

S1、采集母猪产床上的仔猪与母猪俯拍数据；

S2、对数据进行清洗、筛选，删除无关图片，对图片进行标注，标注标签分别为仔猪与哺乳区域，仔猪目标以矩形框进行标注，哺乳区域以母猪为侧卧姿态时，前肢到后肢的腹部乳房区域进行标注，并根据8:2比例划分训练集与测试集图片，构建仔猪与母猪哺乳区域的目标检测数据集；

S3、用yolov4-tiny模型对数据集进行训练得到仔猪--哺乳区域目标检测模型；

S4、使用仔猪--哺乳区域目标检测模型得到多个仔猪目标检测框与一个哺乳区域目标检测框；

S5、根据连续时间内的仔猪目标检测框中心位置变化幅度来判断仔猪是否在运动；

S6、判定仔猪为运动状态后，计算仔猪目标检测框与母猪哺乳区域目标检测相交面积s；相交面积/仔猪目标检测框面积大于设定阈值时判定为疑似吃奶行为；

S7、通过仔猪目标检测框的长与哺乳区域检测框的长之间的夹角关系判定仔猪是否为吃奶行为。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于S5中，仔猪目标检测框中心位置变化幅度如下：

S5-1、仔猪目标检测框的中心点坐标为

S5-2、中心点坐标变化计算公式为式中，(x，y)为前一帧的仔猪目标检测框的中心点坐标，(x'，y')为后一帧的中心点坐标。