[发明专利]一种基于计算机视觉的同栏猪群平均体重估算方法

说明书

本发明公开了一种基于计算机视觉的同栏猪群平均体重估算方法，包括安装摄像机、建立近似的摄像机成像模型并为猪只的各骨骼关节点建立高度先验值表，对摄像机拍摄的猪只图像进行猪只检测和实例分割得到图像中猪只的矩形框位置和边缘轮廓信息、检测出来的每只猪进行骨骼关节点检测，并且利用猪只的边缘轮廓信息识别其姿态；利用猪只骨骼关节点和姿态信息，估计猪的各部位尺寸信息；采用回归分析建立猪的体重与猪的各部位尺寸信息的相关性模型，从而估算猪的平均体重。本发明有效避免了每日无休止地耗费人力进行单个猪只的称重，实现了对同栏猪群进行无接触式估重，具有重要的现实应用意义。

技术领域

本发明涉及计算机视觉领域和人工智能技术领域，特别地，涉及一种基于计算机视觉的同栏猪群平均体重估算方法。

背景技术

随着我国经济的日益增长，我们对生猪的需求量越来越大。为了更好第管理猪场，需要通过人工智能等技术更加科学地养猪，因此猪场的智能化程度迫切需要提高。在实际生活中，猪场在圈养生猪的时候，通常是把同等大小，体重差不多的猪分成一群，圈养在同一个猪圈或者同栏中。这是因为，猪群之中，为了争夺食物，强大的猪往往占据着猪圈最好的资源，会因为争抢食物或饮水等发生剧烈冲突。在特殊情况下，大猪还容易肆无忌惮的对小猪发起攻击，严重者容易造成小猪的死亡，这是不可挽回的损失。

养殖过程中，需要将生长时间差不多，体型差不多的猪养在同一个猪栏里。此外，一个现实的需求就是，为了智能分析猪的生长情况，需要每日对猪的平均体重进行统计，由于同栏猪体重相差不大，可以随机抽取一头猪进行称重作为平均体重。但如果每日人工驱赶猪群经过称重地磅，则需要耗费巨大的人力和时间，造成严重的浪费，同时驱赶猪群时容易发生意外。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于计算机视觉的同栏猪群平均体重估算方法，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于计算机视觉的同栏猪群平均体重估算方法，包括以下步骤：

S1、利用同栏猪群视觉估重系统实时采集猪群图像；所述同栏猪群视觉估重系统包括设置在猪栏的正中心位置顶部的摄像机，所述摄像机的安装高度满足其能拍摄到整个猪栏；

S2、建立近似的摄像机成像模型，通过摄像机完成图像坐标到三维世界坐标的近似转换，从而实现图像二维坐标到世界三维坐标的重建；

S3、对所述步骤S1中实时采集到的每帧猪群图像进行猪只检测和实例分割；

S4、对所述步骤S3中检测出来的每只猪进行猪的骨骼关节点检测；

S5、估计猪只各骨骼关节点距离地面高度的先验值；

S6、猪只姿态估计，即估计出猪只的姿态；

S7、利用猪只骨骼关节点和姿态信息，估计猪只的各部位尺寸信息；

S8、采样猪只的实际重量，生成猪只估重回归模型；

S9、利用估算的猪只的各部位尺寸信息，结合猪只估重回归模型，估算出单只猪的体重。

进一步的，所述步骤S2中，使所述摄像机垂直向下拍摄，此时摄像机的成像平面与地面平行，光轴与地面垂直；以摄像机坐标系为世界坐标系，即以摄像机光心O为坐标原点，x、y轴为摄像机x、y轴，摄像机坐标系z轴为摄像机光轴；图像上的像素坐标到三维世界坐标的转换表达式为：

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