[01505829]视频感知活猪体尺体重的智能检测技术示范

①课题来源与背景 “视频感知活猪体尺体重的智能检测技术示范”项目（课题）系国家星火计划项目引导类项目,项目编号：2012GA610027,起止时间为2012年10月--2015年4月。 本项目是在国家公益性行业（农业）科研专项“畜禽福利养殖关键技术体系研究与示范”等相关成果“基于双目视觉技术的猪体尺检测与体重检测系统”的基础上,进行了视频感知活猪体尺体重的智能检测技术的示范。 ②技术原理及性能 结合现代养猪工艺和猪生长习性,以双目视觉原理为基础,采取实验室试验与现场测试相结合,通过接触式直接测量手段,获取体长、体高、体宽、臀宽、臀高、胸围等体尺及体重数据,利用双目立体视觉猪体视频图像采集平台,采集左右相机猪体图像数据。 使用统计分析软件SPSS提供的多元线性典型相关分析、逐步回归分析、神经网络算法及偏最小二乘法处理试验数据,并验证数学模型。运用数学软件Matlab对猪体图像进行处理,通过中值滤波算法、Canny算法,结合包络算法,针对存在的问题,进行算法的改进探索,提高测点识别率,给出适合猪体图像及体尺测点识别方法。 基于Matlab实现相机标定、立体匹配、插值及可视化,基于双目立体视觉技术构建猪体背部三维模型。采用非接触三维扫描仪Vivid 910,获取猪体的三维点云数据,通过多边形面片编辑软件和立体网状处理软件,进行点云数据猪体三维重构、体尺参数测量及与双目视觉技术下的三维模型进行对比分析。 所开发的活猪体重无接触智能检测系统运行良好,性能稳定可靠,并进行示范推广。 ③技术的创造性与先进性 在天津惠康种猪有限公司示范推广畜禽舍环境实时监测系统1套,主要包括舍内温湿度/NH3/CO2采集平台、环境数据管理分析软件。示范推广活猪体重无接触智能检测系统1套,主要包括双目摄像机猪体背部图像采集平台、无线射频猪体图像采集触发系统、远程猪体图像存储系统、猪体尺检测系统、体重估测系统。 主要创新点：针对用于估测体重的生长参数间存在着一定的自相关性,部分变量之间存在共线性问题,本项目通过偏最小二乘法和神经网络,构建了长白种猪体重预测模型。设计了猪体体尺测点提取算法,结合体重预估模型,可实现无接触智能检测体重。 ④技术的成熟度,适用范围和安全性 该技术产品是在国家863项目、国家公益性行业（农业）科研专项、天津农委转化项目等项目的研发成果的示范推广,技术比较成熟。通过本项目在天津惠康种猪场的示范推广完善,运行稳定,已到达中试阶段。现场试验表明：对49头猪体重预估平均绝对误差为0.7 kg,平均相对误差为0.77%。对多头猪的样本检测,其平均相对误差略大,但均在3.0%以内。 该技术及成果可适用于规模化生猪养殖场,通过双目摄像机,实现智能化、无接触、无应激感知猪体重信息。应用实时监测与智能感知技术,避免了与畜禽的直接接触,可以有效减少疫病发生,减少用药次数及药量,减少环境污染。该技术对活猪无应激,安全性符合国际动物养殖福利要求。 ⑤应用情况及存在的问题 本项目已在天津市惠康种猪有限公司建设完成技术推广示范基地1个,培训技术及管理人员230人;制作技术推广示范培训多媒体光盘1套。 本项目的实施,一方面,可有效解决人为干扰对活猪的应激,提高其福利养殖水平。另一方面,可以有效支撑农业物联网技术的发展。无论在经济效益还是在社会效益方面具有良好的市场推广应用前景。该技术对农民增收和安全高效生猪生产具有重大的现实和战略意义。 但本项目主要受到项目经费限制,推广应用范围较小,如果有后续经费支持,开展全市智能感知活猪体重技术推广,其技术的应用价值将会更高。 ⑥历年获奖情况 无