基于MEMS传感器的奶牛姿态识别研究
发布时间：2021-03-02 11:12
传统奶牛养殖业中,主要依靠人工检测方法去发现和记录奶牛的发情和健康状况。然而,随着规模化、集约化和智能化养殖的快速发展,传统的人工检验方式已不能满足大规模养殖的需要。近年来,国内外学者利用信息化技术主要对奶牛发情检测方面做了相关探索,国外已经具有对奶牛发情检测的相关商业化产品,该类产品主要是通过检测奶牛运动步数作为奶牛发情的依据,但由于只针对奶牛的运动步数检测而忽略了奶牛姿态的变化,使得该类产品只能对奶牛的发情进行检测,不能通过奶牛运动姿态的变化对奶牛健康状况做出有效判断。本论文主要研究了基于微机电系统（Micro Electro Mechanical System,MEMS）传感器的奶牛姿态识别。利用MEMS感器对奶牛的姿态信息进行采集,并通过多传感器数据融合算法解算出奶牛姿态角度,随后根据奶牛姿态的时域和频域特性,设计奶牛姿态识别算法,从而达到识别奶牛姿态的目的。首先,本文设计了基于MEMS传感器的奶牛运动姿态采集系统硬件平台,该平台主要包括姿态识别器（由三轴加速计、三轴陀螺仪和磁力计传感器为主体的传感器采集节点）和LoRa网关。其中奶牛姿态识别器佩戴于奶牛颈部,LoRa网关安装于...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Afitag和Rescounter计步器
笱?妒垦?宦畚?第 2 章 奶牛姿态识别相关原理7图 2.1 载体坐标系示意图2.1.2 姿态角定义姿态角反映了物体的载体坐标系相对于导航坐标系的空间转动关系，在导航学理论中，通常使用航向角(Yaw)、俯仰角(Pitch)和翻滚角(Roll)描述载体的姿态角信息[29]。如图 2.2 所示，以奶牛颈部为例，载体姿态角可以定义为：图 2.2 姿态角示意图航向角(Yaw)：奶牛颈部绕载体坐标系bZ 轴进行旋转，载体坐标系的bY 轴在导航坐标系n nX OY 平面上的投影与nY 轴之间的夹角，定义绕 轴顺时针旋转方向为正，其定义域为 0°~360°。俯仰角(Pitch)：奶牛颈部绕载体坐标系bX 轴进行旋转，载体坐标系的 轴在导航坐标系n nY OZ 平面上的投影与 轴之间的夹角，定义绕bX 轴顺时针旋转方向为正
7图 2.2 姿态角示意图奶牛颈部绕载体坐标系bZ 轴进行旋转，载体面上的投影与nY 轴之间的夹角，定义绕 轴°~360°。：奶牛颈部绕载体坐标系bX 轴进行旋转，载平面上的投影与 轴之间的夹角，定义绕X-90°~90°。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Rotorcraft with a 3DOF Rigid Manipulator:Quaternion-based Modeling and Real-time Control Tolerant to Multi-body Couplings[J]. J.Alvarez-Munoz,N.Marchand,J.F.Guerrero-Castellanos,J.J.Tellez-Guzman,J.Escareno,M.Rakotondrabe. International Journal of Automation and Computing. 2018(05)
[2]国务院办公厅关于推进奶业振兴保障乳品质量安全的意见[J]. 张院萍,刘源. 中国畜牧业. 2018(13)
[3]Dynamic modeling and simulation of deploying process for space solar power satellite receiver[J]. Tingting YIN,Zichen DENG,Weipeng HU,Xindong WANG. Applied Mathematics and Mechanics（English Edition）. 2018(02)
[4]基于PID改进型互补滤波[J]. 季元扬,陈跃东,陈孟元. 控制工程. 2017(05)
[5]精准畜牧业中动物信息智能感知与行为检测研究进展[J]. 何东健,刘冬,赵凯旋. 农业机械学报. 2016(05)
[6]中国奶牛不同养殖模式效率的随机前沿分析——来自7省50县监测数据的证据[J]. 郜亮亮,李栋,刘玉满,刘宇. 中国农村观察. 2015(03)
[7]基于MPU6050传感器的哺乳期母猪姿态识别方法[J]. 闫丽,沈明霞,姚文,陆明洲,刘龙申,肖安磊. 农业机械学报. 2015(05)
[8]基于卷积神经网络的奶牛个体身份识别方法[J]. 赵凯旋,何东健. 农业工程学报. 2015(05)
[9]中国畜牧业物联网技术应用研究进展[J]. 熊本海,杨振刚,杨亮,潘晓花. 农业工程学报. 2015(S1)
[10]基于模糊逼近计算视觉算法的奶牛体重测量[J]. 张立倩. 科技通报. 2013(11)
博士论文
[1]基于多传感器融合的室内机器人自主导航方法研究[D]. 张文.中国科学技术大学 2017
[2]基于MARG传感器的AHRS关键技术研究[D]. 李翔.西安电子科技大学 2013
[3]中国奶牛养殖模式及其效率研究[D]. 李栋.中国农业科学院 2013
硕士论文
[1]四轴飞行器飞控系统的设计和研究[D]. 李强.南昌大学 2018
[2]基于LoRaWAN和多传感器的奶牛计步及姿态检测系统设计[D]. 李辉.内蒙古大学 2018
[3]四轴飞行器控制系统设计与研究[D]. 茹岩.华东交通大学 2017
[4]基于多MEMS传感器数据融合的室内定位算法的设计与实现[D]. 贾森.东南大学 2017
[5]基于MEMS传感器的人体动作捕获装置设计与实现[D]. 陈俊杰.重庆邮电大学 2017
[6]计步器在荷斯坦奶牛群体生理健康水平监测中的应用[D]. 蒋晓新.新疆农业大学 2016
[7]项目管理信息系统在移动4G网络建设中的应用[D]. 孟泓羽.吉林大学 2016
[8]基于MEMS的高精度姿态检测系统设计[D]. 刘萍.哈尔滨工程大学 2016
[9]基于MEMS低成本微型捷联惯性导航系统研究[D]. 王守宽.北京理工大学 2016
[10]基于决策树支持向量机的猪只姿态分类与异常行为分析[D]. 谢徵.太原理工大学 2015
本文编号：3059164
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Afitag和Rescounter计步器
笱?妒垦?宦畚?第 2 章 奶牛姿态识别相关原理7图 2.1 载体坐标系示意图2.1.2 姿态角定义姿态角反映了物体的载体坐标系相对于导航坐标系的空间转动关系，在导航学理论中，通常使用航向角(Yaw)、俯仰角(Pitch)和翻滚角(Roll)描述载体的姿态角信息[29]。如图 2.2 所示，以奶牛颈部为例，载体姿态角可以定义为：图 2.2 姿态角示意图航向角(Yaw)：奶牛颈部绕载体坐标系bZ 轴进行旋转，载体坐标系的bY 轴在导航坐标系n nX OY 平面上的投影与nY 轴之间的夹角，定义绕 轴顺时针旋转方向为正，其定义域为 0°~360°。俯仰角(Pitch)：奶牛颈部绕载体坐标系bX 轴进行旋转，载体坐标系的 轴在导航坐标系n nY OZ 平面上的投影与 轴之间的夹角，定义绕bX 轴顺时针旋转方向为正
7图 2.2 姿态角示意图奶牛颈部绕载体坐标系bZ 轴进行旋转，载体面上的投影与nY 轴之间的夹角，定义绕 轴°~360°。：奶牛颈部绕载体坐标系bX 轴进行旋转，载平面上的投影与 轴之间的夹角，定义绕X-90°~90°。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Rotorcraft with a 3DOF Rigid Manipulator:Quaternion-based Modeling and Real-time Control Tolerant to Multi-body Couplings[J]. J.Alvarez-Munoz,N.Marchand,J.F.Guerrero-Castellanos,J.J.Tellez-Guzman,J.Escareno,M.Rakotondrabe. International Journal of Automation and Computing. 2018(05)
[2]国务院办公厅关于推进奶业振兴保障乳品质量安全的意见[J]. 张院萍,刘源. 中国畜牧业. 2018(13)
[3]Dynamic modeling and simulation of deploying process for space solar power satellite receiver[J]. Tingting YIN,Zichen DENG,Weipeng HU,Xindong WANG. Applied Mathematics and Mechanics（English Edition）. 2018(02)
[4]基于PID改进型互补滤波[J]. 季元扬,陈跃东,陈孟元. 控制工程. 2017(05)
[5]精准畜牧业中动物信息智能感知与行为检测研究进展[J]. 何东健,刘冬,赵凯旋. 农业机械学报. 2016(05)
[6]中国奶牛不同养殖模式效率的随机前沿分析——来自7省50县监测数据的证据[J]. 郜亮亮,李栋,刘玉满,刘宇. 中国农村观察. 2015(03)
[7]基于MPU6050传感器的哺乳期母猪姿态识别方法[J]. 闫丽,沈明霞,姚文,陆明洲,刘龙申,肖安磊. 农业机械学报. 2015(05)
[8]基于卷积神经网络的奶牛个体身份识别方法[J]. 赵凯旋,何东健. 农业工程学报. 2015(05)
[9]中国畜牧业物联网技术应用研究进展[J]. 熊本海,杨振刚,杨亮,潘晓花. 农业工程学报. 2015(S1)
[10]基于模糊逼近计算视觉算法的奶牛体重测量[J]. 张立倩. 科技通报. 2013(11)
博士论文
[1]基于多传感器融合的室内机器人自主导航方法研究[D]. 张文.中国科学技术大学 2017
[2]基于MARG传感器的AHRS关键技术研究[D]. 李翔.西安电子科技大学 2013
[3]中国奶牛养殖模式及其效率研究[D]. 李栋.中国农业科学院 2013
硕士论文
[1]四轴飞行器飞控系统的设计和研究[D]. 李强.南昌大学 2018
[2]基于LoRaWAN和多传感器的奶牛计步及姿态检测系统设计[D]. 李辉.内蒙古大学 2018
[3]四轴飞行器控制系统设计与研究[D]. 茹岩.华东交通大学 2017
[4]基于多MEMS传感器数据融合的室内定位算法的设计与实现[D]. 贾森.东南大学 2017
[5]基于MEMS传感器的人体动作捕获装置设计与实现[D]. 陈俊杰.重庆邮电大学 2017
[6]计步器在荷斯坦奶牛群体生理健康水平监测中的应用[D]. 蒋晓新.新疆农业大学 2016
[7]项目管理信息系统在移动4G网络建设中的应用[D]. 孟泓羽.吉林大学 2016
[8]基于MEMS的高精度姿态检测系统设计[D]. 刘萍.哈尔滨工程大学 2016
[9]基于MEMS低成本微型捷联惯性导航系统研究[D]. 王守宽.北京理工大学 2016
[10]基于决策树支持向量机的猪只姿态分类与异常行为分析[D]. 谢徵.太原理工大学 2015
本文编号：3059164
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