[发明专利]一种奶牛养殖场地面尿液面积的仿真测量装置与方法

摘要

本发明提出了一种奶牛养殖场地面尿液面积的仿真测量装置与方法，步骤如下：搭建安装CCD相机和IR相机的采集平台；在地面上人工创建尿液坑，将校正铝板放置在尿液坑附近，分别对获得的彩色图像和IR图像校正，计算得到彩色图像和IR图像中每个像素所代表的实际面积；通过阈值提取彩色图像的尿液坑区域，并计算尿液坑的实际面积；统计IR图像中的尿液坑区域的像素数，并计算尿液坑的实际面积；通过线性回归得到彩色图像中尿液坑的实际面积和IR图像中尿液坑的实际面积的关系模型，实现对IR图像测量结果的修正。本发明能快速、精确计算IR图像中的尿液坑面积，自动化程度高，装置简便且易携带，为奶牛养殖场尿液排放的检测及分析提供了支撑。

主权项

1.一种奶牛养殖场地面尿液面积的仿真测量方法，其特征在于，其步骤如下：步骤一：搭建设置有CCD相机和IR相机的采集平台，CCD相机的镜头位于IR相机的镜头的上方，CCD相机的视野包含IR相机的视野；步骤二：在地面上人工创建80个、由30℃的蓝色温水填充的尿液坑，尿液坑附近放置校正铝板，保证尿液坑和校正铝板位于CCD相机和IR相机的视场中心，针对同一个尿液坑，采集平台分别利用CCD相机获取每个尿液坑的彩色图像、利用IR相机获取每个尿液坑的IR图像；从而实现80个尿液坑的彩色图像和IR图像的采集；步骤三：利用校正铝板对同一个尿液坑的彩色图像和IR图像分别进行校正，利用三次内插法对彩色图像和IR图像进行灰度插值，并计算彩色图像和IR图像中单个像素所分别代表的实际面积；校正铝板的外部轮廓的长宽为1.0m×0.6m、内部轮廓的长宽为0.8m×0.4m；根据如下公式对IR图像中8个角点在图像坐标系的坐标与对应的现实世界坐标系中的坐标的转换关系进行计算：其中，R、C分别是图像坐标系中的坐标，u、v分别表示现实世界坐标的横坐标和纵坐标，m0、m1、m2、m3、m4、m5、n0、n1、n2、n3、n4、n5表示转换系数；将校正铝板的外部轮廓的角点a1、a2、a3和a4与校正铝板的内部轮廓的角点a5、a6、a7和a8在图像坐标系的坐标和现实世界坐标系中的坐标代入公式(1)，求解出转换系数m0、m1、m2、m3、m4、m5、n0、n1、n2、n3、n4、n5；将IR图像中的图像坐标系中所有的表示像素位置的坐标代入公式(1)，解出公式中每一个图像坐标所对应的现实世界坐标系的坐标；步骤四：根据RGB颜色空间对校正后的彩色图像设定阈值，通过阈值将尿液坑从彩色图像中分割出来，计算尿液坑的像素数，像素数乘以彩色图像的单个像素所代表的实际面积即为尿液坑的实际面积AGT；步骤五：对校正后的IR图像通过温度阈值去除图像中的铝板区域，然后进行自适应阈值处理：thldmin

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