[发明专利]基于计算机视觉辅助的通道式智能猪群称重与计数方法

说明书

本发明公开了一种基于计算机视觉辅助的通道式智能猪群称重与计数方法，包括布置通道式智能猪群称重与计数系统、智能猪群称重与计数系统对猪只检测和实例分割、进行猪只实时跟踪、计数、计算出猪群的重量和数量。智能猪群称重和计数系统中，围栏和数字地磅共同构成称重通道，数字地磅与处理计算机相连，监控摄像机安装在数字地磅的正上方；采用计算机视觉辅助的方法对通过地磅的猪只进行自动检测，与此同时获取相应时间段内的称重读数并统计计算得到该猪的重量。本发明对通过磅秤的猪只进行跟踪，不仅能防止猪只回退重复称重，又能在完成猪群称重的同时对猪群进行计数；提高猪场生产经营生产效率和智能化水平具有重要作用。

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辅助的通道式智能猪群称重与计数方法。

背景技术

目前，在生猪养殖的日常管理及出栏售卖中涉及到对猪只的称重。大量猪只的称重如果采用传统的人工捆绑猪只过称的方式不仅费时费力，而且会引起猪的应激反应，对于猪的健康生长产生不利影响。当前，更合理的方式是采用通道式称重，这种方式在通道某处设置地磅，把猪赶至通道按顺序一头接一头的通过地磅进行称重。这种通道式猪只称重方法目前存在以下问题：一方面，人需要在地磅旁边读出重量读数并记录，而猪只踩上地磅到离开地磅时间较短，并且由于猪的运动，重量读数会不稳定，这需要人非常熟练且保持全神贯注。另一方面，由于没有对猪只称重全过程进行摄像记录，无法防止对猪只重复或者减少称重的作弊情况的发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于计算机视觉辅助的通道式智能猪群称重与计数方法，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辅助的通道式智能猪群称重与计数方法，包括以下步骤：

S1、布置通道式智能猪群称重与计数系统；所述智能猪群称重与计数系统包括围栏、数字地磅、处理计算机和监控摄像机，所述围栏和数字地磅形成称重通道，所述围栏的宽度设置为能够使得猪群前后相继通过，所述数字地磅与所述处理计算机相连，以将所述数字地磅实时读数传输至所述处理计算机；所述监控摄像机架设在所述数字地磅的上方，所述监控摄像机采集所述数字地磅及所述数字地磅附近的图像传送至所述处理计算机；

S2、将猪群赶至称重通道，所述智能猪群称重与计数系统对所述监控摄像机拍摄的图像进行猪只检测和实例分割；

S3、进行猪只实时跟踪：采用基于卡尔曼滤波的目标跟踪方法对识别出的猪只进行持续跟踪，得到每头猪通过所述数字地磅的行进轨迹；

S4、综合猪只识别和跟踪的结果、以及数字地磅的重量数据，计算出通过所述数字地磅的猪只的重量；

S5、对于每头猪，在其称重的起始时间段里，抓拍一张图像连同重量一起上传至所述智能猪群称重与计数系统进行存储。

进一步的，所述步骤S2中，对监控摄像机获得的每帧图像，利用目标检测方法识别出通道中的猪只，并利用实例分割方法分割出通道中的每只猪。

进一步的，所述步骤S4中计算猪只的重量的具体方法包括：

(1)提前在拍摄图像中标记出沿着猪只行进方向地磅的起始线和终止线；

(2)对于每只跟踪的猪p_i，记录其头部触碰地磅起始线的时刻尾部触碰地磅起始线的时刻头部触碰地磅终止线的时刻尾部触碰地磅终止线的时刻

(3)计算每只猪称重的起始时间即以及每只猪称重的结束时间其中，称重的起始时间为该猪刚好完全踩在数字地磅上和前猪刚好完全离开所述数字地磅这两个时刻中最晚时刻，称重的结束时间为该猪刚好有部分身体离开地磅和后猪刚好有部分身体接触地磅这两个时刻中最早时刻，称重的起始时间与称重的结束时间之间的时间段即为只有在某一只猪完全站在数字地磅上并且数字地磅上没有其他猪只的时间段；