[发明专利]动物体征量测量方法

权利要求书

1.动物体征量测量方法，其特征在于，所述动物佩戴电子耳标，所述电子耳标内置陀螺仪或加速度传感器，所述陀螺仪或加速度传感器用于采集动物日常的运动数据，根据对动物的日常动作的实际观察结果将运动数据分类存储，并对数据设置不同的动作分类标签，所述动作分类标签包括进食、饮水、反刍、运动、休憩，每个分类标签设置对应的类别号，再将运动数据切分成统一长度建立数据集；

建立三层全连接神经网络，通过数据集对三层全连接神经网络进行训练；

使用五折交叉验证法选择参数对三层全连接神经网络进行验证，得到优化后的三层全连接神经网络；网络输出运动数据属于不同动作分类的概率，通过求解最大概率对应的类别号分出动作分类结果；

使用时，将网络参数放至服务器，将动物耳标采集的数据输入优化后的三层全连接神经网络对动物的动作进行分类识别，并对不同动作的持续时间进行记录；

在动作持续时间内通过基于频域分析的规律性动作频率判断算法测量该动作对应的体征量；

所述基于频域分析的规律性动作频率判断算法具体包括时域平滑和频域估计，所述时域平滑具体包括使用卡尔曼平滑算法对动作序列信号进行平滑，减少惯性信号在实际测量中因微小波动引起的信号毛刺，为频域估计提供更光滑的周期信号；

所述频域估计基于傅里叶变换提取信号频域特征，并通过频域幅值分布提取周期信号峰值的重复频率，获得运动频率的估计数值，设置输入信号序列为长度为L的signal数组，则首先通过离散傅里叶变换得到信号的傅里叶系数fft_signal = fft(signal)，取一半傅里叶系数计算信号的能量值power_signal=abs(fft_signal(1:L/2)).^2，通过寻找动作频率函数从当前能量值序列估计出动作频率，即为所需的动作频率估计结果；

若识别为饮水动作状态，并且持续时间小于第二阈值时间，则判断动物未处于规律性饮水状态，不进行估算；若饮水动作持续时间大于等于第二阈值时间，则记录饮水动作状态下的所有数据直到饮水动作状态切换为其他动作状态，再通过基于频域分析的规律性动作频率判断算法得出估计的饮水频率，用饮水状态持续总时长乘以饮水频率，再乘以单次饮水量，得出动物此次饮水的分量，并统计动物在一天24小时内的总饮水分量输出为动物的日饮水量体征；

若识别为运动动作状态，并且持续时间小于第一阈值时间，则不进行估算；则记录运动状态下的所有数据直到运动状态切换为其他动作状态，统计开始和结束时间计算出动物此次的运动时长；统计动物在一天24小时内的总运动时长输出为动物的日运动量体征。

2.根据权利要求1所述的动物体征量测量方法，其特征在于，体征量具体包括：呼吸频率、反刍频率、饮水量、进食量、运动量、温度。

3.根据权利要求2所述的动物体征量测量方法，其特征在于，若识别为休憩动作状态，并且已持续第一阈值时间，则启动呼吸频率估计算法，具体包括：通过电子耳标获取惯性传感数据，使用基于频域分析的规律性动作频率判断算法对惯性数据进行处理，将输出的动作频率作为当前时间的呼吸频率进行输出。

4.根据权利要求2所述的动物体征量测量方法，其特征在于，若识别为反刍动作状态，并且已持续第一阈值时间，则启动反刍频率估计算法，具体包括：通过电子耳标获取惯性传感数据，根据惯性信号幅度划分每个草团的咀嚼时长，使用基于频域分析的规律性动作频率判断算法根据草团划分后的咀嚼数据，获取其咀嚼动作的频率，取所有草团的频率均值作为动物当前的反刍频率。

5.根据权利要求2所述的动物体征量测量方法，其特征在于，若识别为进食动作状态，并且持续时间小于第一阈值时间，则判断动物未处于规律性进食状态，不进行估算；若进食动作持续时间大于等于第一阈值时间，则记录进食动作状态下的所有数据直到进食动作状态切换为其他动作状态，再通过基于频域分析的规律性动作频率判断算法得出估计的进食频率，用进食状态持续总时长乘以进食频率，再乘以单次进食量，得出动物此次进食的分量，并统计动物在一天24小时内的总进食分量输出为动物的日进食量体征。