基于三维曲面拟合的奶牛体况评分方法研究
发布时间：2021-11-01 05:55
适宜的体况有助于提高奶牛的产奶量及繁殖能力,还可以预防多种疾病的发生。体况评分已经成为奶牛日常管理中重要的环节之一。针对目前人工体况评分结果具有主观性以及基于数字图像的自动体况评分方法需要人工标记和包含体况信息不全面的问题,提出了一种基于三维曲面拟合的奶牛体况评分方法,本文的主要研究内容包括以下几个方面:（1）介绍了目前主要的人工体况评分方法和自动体况评分方法,简要阐述了各种方法基本原理,总结了目前评分方法普遍存在的缺点。（2）提出了一种对深度图像重建的奶牛牛背进行三维曲面拟合的自动体况评分方法。通过曲面拟合的方式间接获取体况相关指标,减少了人为标记对结果准确度的影响。（3）分析对比常用分割方法对深度图像的分割效果,选择基于区域和稀疏场水平集的主动轮廓模型进行图像分割,重点论述了其相关理论及算法的具体实现。（4）详细介绍了基于三维曲面拟合的自动体况评分模型的具体实现,并通过验证结果证明了该方法可以对实际管理中奶牛自动体况评分的实现提供思路和指导。
【文章来源】：天津科技大学天津市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１用于奶牛体况评分的区域位置??Ｆｉｇ．１－１?Ｒｅｇｉｏｎａｌ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａ?ｃｏｗ?ｕｓｅｄ?ｆｏｒ?ｂｏｄｙ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ?ｓｃｏｒｅ??
?２奶牛深度图像采集?．???２奶牛深度图像采集??深度图像可以反映三维空间信息，本论文利用采集到的深度图像建立奶牛牛背三维立体??图进行曲面拟合，从而获取三维数据指标并建立模型，故采集到的深度图像质量直接关系到??自动体况评分模型结果的准确性。本章根据实际情况，对图像采集系统进行搭建。??２．１图像采集系统整体设计??图像采集系统具体设计示意图如图２－１所示。牛场中每头奶牛耳朵佩戴有电子耳标，挤??奶厅出口通道一侧栅栏安装有耳标读写器，并与工控机相连。相机固定于通道上方，通过??ＵＳＢ２．０接口与工控机相连。??１????／??】?２??ｌ｜?ｕ??１．相机２．栅栏３．工控机４电子耳标５?ＲＦＩＤ读写器??１．ｃａｍｅｒａ?２．Ｆｅｎｃｅ?３Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ?ｐｅｒｓｏｎａｌ?ｃｏｍｐｕｔｅｒ?４?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ?ｅａｒ?ｍａｒｋ?５?ＲＦＩＤ?ｒｅａｄｅｒ??图２－１图像采集系统??Ｆｉｇ．２－１?Ｊｍａｇｅ?ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??采集系统具体工作流程如图２－２所示，当第一头奶牛经过出口通道时，栅栏一侧的耳标??读写器首次检测到奶牛耳标信号，并传递给工控机，工控机启动相机开始进行图像采集。每??次采集到的奶牛图像及对应奶牛的耳标信息都经ＵＳＢ２．０传输给工控机进行存储待进一步的??处理。若５分钟内耳标读写器未检测到新的耳标信息，则认为所有奶牛全部通过通道，对所??有奶牛的图像采集均己完成，工控机发出控制命令，相机关闭。??８??
?天津科技大学硕士学位论文???〔?刑台?）??工控机是否检测到耳标信??是???ｙ???启动相机采集图像???ｙ???耳标信息及采集的图像传输给工控机??ｚＺ，?５分钟内末检测到新的耳标?＿??￣??是???＾???关闭相机??￣Ｎ??结束?）??图２－２图像采集流程图??Ｆｉｇ．２－２?Ｉｍａｇｅ?ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ?ｆｌｏｗｃｈａｒｔ??２．２图像采集系统模块设计??２．２．１?Ｋｉｎｅｃｔ?相机??本论文选用Ｋｉｎｅｃｔ?ｆｏｒ?ＸＢＯＸ３６０作为图像采集设备，Ｋｉｎｅｃｔ?ｆｏｒ?ＸＢＯＸ３６０是微软游戏机??ＸＢＯＸ３６０相匹配的一种体感摄像机，该款相机可以采集深度图像，逐渐开始被应用于三维图??像重建等相关科学研究，并取得较好的研究效果。Ｋｉｎｅｃｔ?ｆｏｒ?ＸＢＯＸ３６０拥有多版本ＳＤＫ，本??论文使用的是ＳＤＫ１．８，其配置基本要求如下：??（１）硬件要求：??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国奶牛养殖产业发展现状及趋势[J]. 赵威. 畜禽业. 2018(02)
[2]中国奶牛产业发展现状与对策[J]. 王艳阳,李彤,刘佳丽,孙金生. 黑龙江畜牧兽医. 2017(24)
[3]奶牛体况与胎次、泌乳阶段和生产性能的关系[J]. 张洁,张程,侯扶江. 草业科学. 2016(04)
[4]中国荷斯坦奶牛体况评分对繁殖性能的影响[J]. 朱小瑞,邢世宇,张成龙,朱怡慧,刘洵,杨章平,毛永江. 家畜生态学报. 2015(08)
[5]体况评分在奶牛饲养管理上应用的研究进展[J]. 李吉楠,孙鹏,覃春富,李发弟,文静. 中国畜牧兽医. 2013(10)
[6]基于深度图像的奶牛体型评定指标获取技术[J]. 郭浩,王鹏,马钦,朱德海,张胜利,郜允兵. 农业机械学报. 2013(S1)
[7]奶牛三大评分体系在实际生产中的应用[J]. 潘龙,卜登攀,孙鹏,周凌云. 中国畜牧兽医. 2012(11)
[8]我国奶牛养殖业现状与发展[J]. 王俊红. 新农业. 2012(06)
[9]浅谈基于Kinect的应用程序开发[J]. 邵隽,马娜. 计算机光盘软件与应用. 2012(08)
[10]奶牛业现状与发展趋势分析[J]. 祝铁钢,武大勇. 中国畜禽种业. 2011(11)
硕士论文
[1]基于Kinect的物体分割与识别算法研究[D]. 李璐一.重庆大学 2014
[2]图像识别技术在奶牛体况评分中的应用研究[D]. 刘建飞.山东大学 2012
[3]在视觉三维测量中的结构光编码技术的研究[D]. 孙久丽.大连海事大学 2008
[4]基于水平集方法的图像分割研究[D]. 陈金男.燕山大学 2007
本文编号：3469630
【文章来源】：天津科技大学天津市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１用于奶牛体况评分的区域位置??Ｆｉｇ．１－１?Ｒｅｇｉｏｎａｌ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａ?ｃｏｗ?ｕｓｅｄ?ｆｏｒ?ｂｏｄｙ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ?ｓｃｏｒｅ??
?２奶牛深度图像采集?．???２奶牛深度图像采集??深度图像可以反映三维空间信息，本论文利用采集到的深度图像建立奶牛牛背三维立体??图进行曲面拟合，从而获取三维数据指标并建立模型，故采集到的深度图像质量直接关系到??自动体况评分模型结果的准确性。本章根据实际情况，对图像采集系统进行搭建。??２．１图像采集系统整体设计??图像采集系统具体设计示意图如图２－１所示。牛场中每头奶牛耳朵佩戴有电子耳标，挤??奶厅出口通道一侧栅栏安装有耳标读写器，并与工控机相连。相机固定于通道上方，通过??ＵＳＢ２．０接口与工控机相连。??１????／??】?２??ｌ｜?ｕ??１．相机２．栅栏３．工控机４电子耳标５?ＲＦＩＤ读写器??１．ｃａｍｅｒａ?２．Ｆｅｎｃｅ?３Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ?ｐｅｒｓｏｎａｌ?ｃｏｍｐｕｔｅｒ?４?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ?ｅａｒ?ｍａｒｋ?５?ＲＦＩＤ?ｒｅａｄｅｒ??图２－１图像采集系统??Ｆｉｇ．２－１?Ｊｍａｇｅ?ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??采集系统具体工作流程如图２－２所示，当第一头奶牛经过出口通道时，栅栏一侧的耳标??读写器首次检测到奶牛耳标信号，并传递给工控机，工控机启动相机开始进行图像采集。每??次采集到的奶牛图像及对应奶牛的耳标信息都经ＵＳＢ２．０传输给工控机进行存储待进一步的??处理。若５分钟内耳标读写器未检测到新的耳标信息，则认为所有奶牛全部通过通道，对所??有奶牛的图像采集均己完成，工控机发出控制命令，相机关闭。??８??
?天津科技大学硕士学位论文???〔?刑台?）??工控机是否检测到耳标信??是???ｙ???启动相机采集图像???ｙ???耳标信息及采集的图像传输给工控机??ｚＺ，?５分钟内末检测到新的耳标?＿??￣??是???＾???关闭相机??￣Ｎ??结束?）??图２－２图像采集流程图??Ｆｉｇ．２－２?Ｉｍａｇｅ?ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ?ｆｌｏｗｃｈａｒｔ??２．２图像采集系统模块设计??２．２．１?Ｋｉｎｅｃｔ?相机??本论文选用Ｋｉｎｅｃｔ?ｆｏｒ?ＸＢＯＸ３６０作为图像采集设备，Ｋｉｎｅｃｔ?ｆｏｒ?ＸＢＯＸ３６０是微软游戏机??ＸＢＯＸ３６０相匹配的一种体感摄像机，该款相机可以采集深度图像，逐渐开始被应用于三维图??像重建等相关科学研究，并取得较好的研究效果。Ｋｉｎｅｃｔ?ｆｏｒ?ＸＢＯＸ３６０拥有多版本ＳＤＫ，本??论文使用的是ＳＤＫ１．８，其配置基本要求如下：??（１）硬件要求：??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国奶牛养殖产业发展现状及趋势[J]. 赵威. 畜禽业. 2018(02)
[2]中国奶牛产业发展现状与对策[J]. 王艳阳,李彤,刘佳丽,孙金生. 黑龙江畜牧兽医. 2017(24)
[3]奶牛体况与胎次、泌乳阶段和生产性能的关系[J]. 张洁,张程,侯扶江. 草业科学. 2016(04)
[4]中国荷斯坦奶牛体况评分对繁殖性能的影响[J]. 朱小瑞,邢世宇,张成龙,朱怡慧,刘洵,杨章平,毛永江. 家畜生态学报. 2015(08)
[5]体况评分在奶牛饲养管理上应用的研究进展[J]. 李吉楠,孙鹏,覃春富,李发弟,文静. 中国畜牧兽医. 2013(10)
[6]基于深度图像的奶牛体型评定指标获取技术[J]. 郭浩,王鹏,马钦,朱德海,张胜利,郜允兵. 农业机械学报. 2013(S1)
[7]奶牛三大评分体系在实际生产中的应用[J]. 潘龙,卜登攀,孙鹏,周凌云. 中国畜牧兽医. 2012(11)
[8]我国奶牛养殖业现状与发展[J]. 王俊红. 新农业. 2012(06)
[9]浅谈基于Kinect的应用程序开发[J]. 邵隽,马娜. 计算机光盘软件与应用. 2012(08)
[10]奶牛业现状与发展趋势分析[J]. 祝铁钢,武大勇. 中国畜禽种业. 2011(11)
硕士论文
[1]基于Kinect的物体分割与识别算法研究[D]. 李璐一.重庆大学 2014
[2]图像识别技术在奶牛体况评分中的应用研究[D]. 刘建飞.山东大学 2012
[3]在视觉三维测量中的结构光编码技术的研究[D]. 孙久丽.大连海事大学 2008
[4]基于水平集方法的图像分割研究[D]. 陈金男.燕山大学 2007
本文编号：3469630
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