[发明专利]一种基于Azure Kinect的羊只体尺体重获取系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于AzureKinect的羊只体尺体重获取系统及方法，属于体尺体重测量技术领域。本发明的羊只体尺体重获取系统包括：检测通道及围栏、超声波触发装置、两个深度相机和计算机；所述检测通道和围栏构成半封闭式前进通道；所述超声波触发装置由两个超声波传感器和一块stm32单片机组成，两个超声波传感器设置到前进通道的前后两端，前端为超声波传感器a，后端为超声波传感器b；所述两个深度相机安装在围栏上。采用本发明的系统，可以通过非接触的方式，快速、精确地重建出目标区域的三维模型，且根据三维模型计算出羊只的体尺参数和预估出羊只的体重数据，算法简单，计算量小，且可以达到较高的精度。

技术领域

本发明属于体尺体重测量技术领域，特别是涉及一种基于Azure Kinect的羊只体尺体重获取系统及方法。

背景技术

羊的养殖是畜牧业的重要组成部分。羊的体尺参数可以反映其体型、结构和发育状况，也可以反映其生理功能、生产性能、抗病能力和对外界生活条件的适应性等。因此，进行羊只体尺的监测对于提高精准养殖水平具有重要的现实意义。

传统的动物体尺测量方法是人工利用标尺、卷尺等工具对其进行直接测量。这种方式不但工作量大，而且获取的结果受主观性影响。此外，这种测量方法需要固定住动物并与之直接接触，这易使动物产生应激反应，导致生产性能下降、疾病增加，甚至死亡，严重影响了动物个体的生长发育。这种传统的接触式体尺测量方法降低了动物的福利化饲养水平，并增加了人畜共患病传播的风险。

随着信息感知技术和精准养殖水平的提高，家畜体尺获取方式逐渐向非接触式转变，在猪、牛和羊的体尺获取方面，非接触式测量都得到了研究。非接触式测量一般利用图像的方法进行体尺的估计，通过图像处理方法寻找图像中动物体尺的关键点，计算关键点之间的距离从而得到动物的体尺数据。图像是平面而非立体的，无法一次性得到更多的体尺参数，比如体高、体长、体宽等无法通过同一个平面得到。动物的三维模型能够反映出其更多的体尺特征，便于从不同的角度对体尺参数进行评估。

综上所述，在养殖场等环境下，发明一种非接触式羊只体尺体重获取系统及方法非常必要。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于Azure Kinect的羊只体尺体重获取系统及方法，能够快速无损的对动物进行精准地三维重建，以及动物体尺体重信息的获取。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明目的之一是提供一种基于Azure Kinect的羊只体尺体重获取系统，包括：检测通道及围栏、超声波触发装置、两个深度相机和计算机；

所述检测通道和两侧围栏构成半封闭式前进通道；所述超声波触发装置由两个超声波传感器和一块stm32单片机组成，单片机接收两个超声波信号并进行处理，两个超声波传感器设置到前进通道的前后两端，前端为超声波传感器a，后端为超声波传感器b，用于判断动物是否到达指定位置，到达指定位置并作为深度相机拍摄的启动信号；所述两个深度相机Azure Kinect分别安装在两侧围栏上，Azure Kinect采集的三维点云数据传输到计算机进行处理，以重建动物体的三维模型并计算体尺和体重。

本发明目的之二是提供一种基于Azure Kinect的羊只体尺体重获取方法，采用权利要求1所述的系统进行，步骤包括：

(1)系统启动后，打开深度相机使其处于等待拍摄的状态；

(2)超声波触发装置判断是否有羊只通过，若有羊只通过，单片机向计算机发出信号，计算机控制深度相机拍照；

(3)根据深度相机获取的深度数据得到三维点云数据；

(4)点云数据处理：利用体素网格滤波算法对点云进行下采样，利用约束条件去除背景点云，利用统计滤波去除噪声点云；