發(fā)布時(shí)間：2021-11-21 06:44

　　為控制育肥豬出欄時(shí)的體質(zhì)量差異,該研究開發(fā)了一套基于機(jī)器視覺技術(shù)的育肥豬分群系統(tǒng),該系統(tǒng)通過機(jī)器視覺技術(shù)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)地磅對(duì)豬只體質(zhì)量進(jìn)行估測(cè),可有效避免糞污對(duì)設(shè)備精度的影響及腐蝕;以前一天全部豬只體質(zhì)量數(shù)據(jù)從小到大排列的第30%個(gè)數(shù)據(jù)作為當(dāng)日的分群基準(zhǔn)質(zhì)量,將大于等于基準(zhǔn)質(zhì)量的視為長(zhǎng)勢(shì)較快的豬只,小于基準(zhǔn)質(zhì)量的視為長(zhǎng)勢(shì)較慢的豬只,每次采食按照豬只長(zhǎng)勢(shì)快慢分為2群進(jìn)行飼喂;該系統(tǒng)依托于LabVIEW軟件開發(fā)平臺(tái)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建,平均每頭豬只通過系統(tǒng)時(shí)間為6.2 s。為驗(yàn)證該系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果開展了為期30 d的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),將飼喂于裝有分群系統(tǒng)豬欄中的120頭長(zhǎng)白育肥豬作為試驗(yàn)組,由分群系統(tǒng)按豬只長(zhǎng)勢(shì)快慢分群飼喂;將飼喂于傳統(tǒng)豬欄中的120頭長(zhǎng)白育肥豬作為對(duì)照組,按照傳統(tǒng)人工調(diào)欄的方式進(jìn)行飼喂。試驗(yàn)開始時(shí)試驗(yàn)組和對(duì)照組豬只平均體質(zhì)量分別為32.21、31.76 kg,標(biāo)準(zhǔn)差分為別2.61和2.49 kg;結(jié)束時(shí)試驗(yàn)組和對(duì)照組豬只平均體質(zhì)量分別為57.68、57.41 kg,標(biāo)準(zhǔn)差分為別5.26和5.51 kg,總料肉比分別為2.31和2.34,期間試驗(yàn)組豬只體質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)差小于對(duì)... 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2020,36(17)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

控制系統(tǒng)示意圖Fig.2Controlsystemdiagram1.3基于機(jī)器視覺技術(shù)的豬只體質(zhì)量估測(cè)原理

。育肥豬分群試驗(yàn)中，所選豬只品種相同，體型一致，并且由于相機(jī)高度固定，即使遇到體長(zhǎng)相近，體高較大的豬只，該豬只的背部圖像中的輪廓面積也會(huì)較大，從而獲得較大的估測(cè)結(jié)果，降低估測(cè)差，因此本文中使用的2D相機(jī)也可以取得良好的估測(cè)效果。該研究中，由于工業(yè)相機(jī)獲取的原始圖像為1294×964像素，在輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前，需要將原始圖像處理200×100像素大校具體過程為：先在原始圖像中以1200×600大小截取豬只區(qū)域，而后處理為200×100像素大小的圖像作為模型輸入對(duì)豬只體質(zhì)量進(jìn)行估測(cè)，該過程如圖3所示。圖3豬只體質(zhì)量估測(cè)原理Fig.3Principlesofpigweightestimation1.4育肥豬分群機(jī)理如前文所述，分群系統(tǒng)對(duì)每頭豬每次進(jìn)行體質(zhì)量估測(cè)后，會(huì)將估測(cè)的結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫。每天的零點(diǎn)，分群系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)查閱數(shù)據(jù)庫中整個(gè)豬群前一天的全部豬只體質(zhì)量數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)從小到大排列后，以取整后的第30%個(gè)數(shù)為分群中值，也就是當(dāng)日的分群基準(zhǔn)質(zhì)量，其計(jì)

第17期張建龍等：基于機(jī)器視覺的育肥豬分群系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)177算方法如公式（1）和（2）P=X(i)（1）i=[n×30%]（2）式中n為前一天總數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，i為取整后的第30%個(gè)數(shù)，X(i)為從小到大排列后的體質(zhì)量數(shù)據(jù)，P為分群基準(zhǔn)質(zhì)量。將大于等于分群基準(zhǔn)質(zhì)量的視為長(zhǎng)勢(shì)較快的豬只，小于分群基準(zhǔn)質(zhì)量的視為長(zhǎng)勢(shì)較慢的豬只。分群流程如圖4所示。圖4分群系統(tǒng)工作流程圖Fig.4Diagramofsortingsystem1.5分群系統(tǒng)工作原理如圖5所示，裝有分群系統(tǒng)的豬舍被劃分為躺臥區(qū)、FP采食區(qū)以及SP采食區(qū)，3個(gè)區(qū)域通過分群系統(tǒng)和單向門相連。躺臥區(qū)域配備有玩具球供豬只玩耍，用以避免大群飼養(yǎng)中豬只的打斗，同時(shí)提高動(dòng)物福利。單向門的設(shè)置可以保證豬只每次采食時(shí)必須先通過分群系統(tǒng)，由分群系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行體質(zhì)量估測(cè)和長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行判定后進(jìn)入相應(yīng)的采食區(qū)域。采食結(jié)束后，豬只經(jīng)過單向門進(jìn)入躺臥區(qū)域飲水、躺臥或玩耍。這樣就可以給長(zhǎng)勢(shì)較慢的豬只創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)緩和的采食環(huán)境，減少采食過程中長(zhǎng)勢(shì)較快的豬只對(duì)長(zhǎng)勢(shì)較慢的攻擊，同時(shí)可以給長(zhǎng)勢(shì)較慢的豬只增強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)，從而提高育肥豬出欄時(shí)的整齊度，減小其體質(zhì)量差異。圖5分群系統(tǒng)工作原理Fig.5Workingprincipleofsortingsystem1.6人機(jī)界面設(shè)計(jì)育肥豬分群系統(tǒng)的控制程序和人機(jī)界面采用LabVIEWV18.0進(jìn)行編寫，圖像處理及豬只體質(zhì)量估測(cè)模塊由LabVIEW中自帶的python節(jié)點(diǎn)導(dǎo)入。最終設(shè)計(jì)的人機(jī)界面如圖6所示，系統(tǒng)右側(cè)用于顯示豬只在系統(tǒng)中所處的位置，同時(shí)可以手動(dòng)控制氣動(dòng)門和分選門的動(dòng)作；系統(tǒng)中部用于顯示獲取的豬只背部圖像；系統(tǒng)左側(cè)顯示豬只體質(zhì)量預(yù)估結(jié)果以及與分群基準(zhǔn)質(zhì)量對(duì)比后豬只長(zhǎng)勢(shì)快慢的判斷?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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