猪舍场景下的生猪目标跟踪和行为检测方法研究

针对猪舍内光照情况复杂、目标与背景颜色较为接近、相机视角与参数不佳等环境与硬件条件的不足,导致生猪跟踪过程中精度低、稳定性差的问题,充分结合实际场景,提出了一种优化特征提取的压缩感知跟踪算法。优化跟踪窗口为椭圆形,以接近生猪体态;并结合灰度和纹理特征,优化传统压缩感知算法特征提取过程;划分猪舍区域,依据生猪所处位置来判断其当前行为。随机选取猪舍内不同场景、不同光照强度、不同生猪品种的多段视频进行实验,实验结果表明：中心点均方根误差均值为25.44,分别是传统压缩感知算法、模板更新跟踪算法和Camshift跟踪算法的60.32%、33.33%、32.57%;中心点均方根误差方差为70.26,分别是传统压缩感知算法、模板更新跟踪算法和Camshift跟踪算法的7.13%、47.62%、17.16%;跟踪速度达到19.3帧/s。     

基于物联网的生猪运动行为及猪舍环境远程监控系统

In intensive and large-scale livestock breeding, how to evaluate welfare of each individual effectively has become one hotspot of welfare breeding.In this study, a remote monitor system based on computer vision technology and wireless sensor networks was proposed.In the system, pig videos in the piggery were captured by IP cameras and transmitted remotely to PC systems for objects tracking and trajectory extraction, and the piggery environmental data such as temperature, humidity and harmful gases were collected by wireless sensor networks(WSN) nodes.Traditional Camshift tracking algorithm was improved.The average root mean square errors of traditional and improved algorithm were 78.07 and 32.29, indicating the improved algorithm reduced error and improved tracking stability.The results of the real-time monitoring of environmental parameters by WSN showed that the hydrogen and ammonia concentrations, and the ambient temperature were all kept in the normal range, while the carbon dioxide concentration was exceeded, and the air humidity was slightly high.Through data mining, precise welfare monitoring and breeding management were realized.     

基于改进几何活动轮廓模型的母猪红外图像分割算法

基于母猪热红外视频在线检测的实时性和稳健性,提出了一种快速高效的母猪热红外图像轮廓分割方法。采用点运算进行对比度增强,去除大部分背景像素,减少图像数据处理量,减弱热红外图像中复杂背景的干扰;提出了能够随着图像整体对比度和局部对比度变化的权值函数,从而动态地均衡图像全局能量和局部能量的权重;结合LGIF模型,建立了一个改进权值的LGIF活动轮廓模型。应用不同分割方法对在不同姿态、不同光照、不同品种情况下拍摄的300幅母猪热红外图像进行试验,结果分析表明,所提方法能更高效地将母猪轮廓从养殖场猪圈环境中提取出来,单幅图像平均分割时间为49.67 s,正确分割率达到98%以上,研究结果可为后续基于在线红外视频监测研究提供技术支撑。     

土壤铅元素快速检测系统的设计及试验

为快速、低成本地获取土壤铅元素含量信息,设计开发一种土壤铅元素快速检测系统。该系统基于阳极溶出伏安法检测原理设计,由土壤铅元素检测仪和上位机数据处理软件组成。土壤铅元素检测仪基于阳极溶出伏安法检测原理设计,以MSP430混合信号处理器为控制核心,集恒电势仪、电流-电压转换放大电路、电源模块为一体,通过RS232串口通信协议与上位机连接。上位机数据处理软件负责向检测仪发送指令和检测参数,并接收检测仪采集到的数据,进行数据分析。使用标准铅离子溶液进行检测试验,结果表明:该土壤铅元素快速检测系统检测得到的溶出峰电流与铅离子浓度具有良好的线性度,相关系数R2=0.995 1。采用该检测系统对取自不同种植区的16个土壤样本的浸提液进行铅离子浓度检测,其检测结果与原子吸收光谱法检测结果的相对误差8%,且具有很好的重复性。该系统能够实现农田土壤铅元素的快速检测。