[发明专利]一种多源信息融合奶牛行为监测系统及方法

说明书

本发明提供了一种多源信息融合奶牛行为监测系统及方法。方法包括：分别对采集的体温参数、脉搏参数和运动量参数进行数据融合，得到体温数据、脉搏数据和运动量数据；采集奶牛监控录像中的视频帧，对所述采集的视频帧进行归一化转换，得到图像数据；基于所述体温数据、所述脉搏数据、所述运动量数据和所述图像数据，构建样本数据矩阵；基于所述样本矩阵，采用密度聚类算法确定是否存在离群点；若存在离群点则表明离群点对应时刻，奶牛处于发情状态。本发明利用不同维度数据间的互补性，避免单一数据的抗干扰能力差问题，实现对奶牛行为状态的精确判断，并具有可靠性高、容错性好的效果。

技术领域

本发明涉及监控技术领域，具体涉及一种多源信息融合奶牛行为监测系统及方法。

背景技术

随着时代的进步与发展，人们的生活水平逐步提高，日常生活中对奶制品的需求也日益增长。奶制品行业发展的关键因素是原材料牛奶的产量和质量，而奶牛的健康状况和发情情况是决定牛奶质量和产量的关键要素。奶牛的体征参数有体温、脉搏、运动量等，是评价奶牛健康情况和生理状态的重要指标。正常情况下，奶牛的体征参数只在较为恒定的范围内发生细微变化，但在病理过程和发情状态时却会发生不同程度的升高或降低。因此，奶牛行为状态的监测在奶制品行业中是非常重要的。

目前奶牛行为状态监控是采用数字化监测方法，把数字化技术引入奶牛养殖，用电子传感器监测奶牛的行为状态，现场采集、记录奶牛个体的物理参量。对农场来讲，除了可以节约劳动力外，还可以及时发现奶牛的疾病并正确诊治，有助于预防和控制奶牛的感染性疾病，而且可以识别奶牛的发情期，有利于延长奶牛产乳期，提高产奶量。此外，由于系统有后台的数据备份系统，这样管理人员可以对历史数据进行操作管理，并且为农场的长期发展保留了宝贵的数据资料。但目前的数字化监测方法为单一的信号预处理技术，仅对某一项信号有较好的信息响应，这样会产生一定的判断误差，鲁棒性较差，存在较高的虚警率和漏报率的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种多源信息融合奶牛行为监测系统及方法，通过多源信息的相互融合，实现实时监控并提高监测的准确性。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种多源信息融合奶牛行为监测方法，包括：

采集奶牛的体温参数、脉搏参数和运动量参数，并分别对采集的体温参数、脉搏参数和运动量参数进行数据融合，得到体温数据、脉搏数据和运动量数据；

采集奶牛监控录像中的视频帧，对所述采集的视频帧进行归一化转换，得到图像数据；

基于所述体温数据、所述脉搏数据、所述运动量数据和所述图像数据，构建样本数据矩阵；其中所述样本数据矩阵的元素为相同时刻，所述体温数据、所述脉搏数据、所述运动量数据和所述图像数据中任意两个数据之间的欧氏距离；

基于所述样本矩阵，采用密度聚类算法确定是否存在离群点；

其中，若存在离群点则确定该离群点所对应的时刻奶牛处于发情状态。

进一步的，所述监测方法还包括：

根据所述视频帧计算获取奶牛背部的弯曲角；

根据所述弯曲角、所述体温参数、所述脉搏参数和所述运动量参数计算跛行参数，

若计算的所述跛行参数大于预设的跛行参数，则表明奶牛处于跛行状态。

进一步的，所述监测方法还包括：

在奶牛处于发情状态或跛行状态时，进行预警。

进一步的，分别采用温度传感器、脉搏传感器和振动传感器来分别获取奶牛的体温参数、脉搏参数和运动量参数。