基于狗粪便的狗健康状态分析及狗粪便收集方法、智能检测收集装置与流程

本发明涉及一种基于狗粪便的狗健康状态分析及狗粪便收集方法、智能检测收集装置。

背景技术：

现在越来越多的人会在家里养宠物狗，饲养宠物狗最大的问题是如何解决好宠物狗的排泄物的问题，通常情况下，在晴天，人们会在遛狗时解决这个问题，这就造成花园的草坪上和道路上常有狗屎出现，影响人们的正常生活；如果碰到雨雪天，有人会让狗在地下车库解决大小便的问题，时间一长造成地下车库臭不可闻的问题。为了解决上述问题，本人申请的中国专利cn107517858a公开了一种狗排泄物的智能收集方法及智能收集装置，其中，狗排泄物的智能收集装置包括放卷机构和收卷机构，所述放卷机构和收卷机构分别设在狗尿垫承载机构的两端，在所述收卷机构上还设有压紧构件，所述压紧构件将狗尿垫的宽度方向延伸出来的粘合部上下压紧并粘合，将狗排泄物紧紧包裹在被收卷好的狗尿垫内，防止狗排泄物异味散发。本发明由于采用了将附有狗排泄物的狗尿垫紧紧包裹在起，并且利用收卷机构的压紧构件将狗尿垫的宽度方向延伸出来的粘合部上下压紧，并粘合，这样可以有效地防止狗排泄物的异味散发。

可是，这种狗排泄物的智能收集方法及智能收集装置仅仅只有收集狗排泄物的功能，其其它功能有待进一步开发。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本发明向社会提供一种基于狗粪便的狗健康状态分析及狗粪便收集方法、智能检测收集装置，可以有效地监测狗的健康状态。

本发明的技术方案是：提供一种基于狗粪便的狗健康状态分析方法，包括如下步骤，

s1、启动步骤，开启智能检测收集装置；

s2、获取狗的基本特征，基本特征至少包括狗的种类；

s3、实时侦测，实时地侦测智能检测收集装置是否有狗存在；

s4、第一判断步骤，判断狗尿垫上是否有狗存在，如果是，则进入s5步，如果否，则返回s3步；

s5、获取狗的重量；

s6、持续侦测，持续地侦测智能检测收集装置上的狗是否还在；

s7、第二判断步骤，判断狗排泄是否完成，如果是，则进入s8步，如果否，则返回s6步；

s8、获取排泄物的形状和颜色特征信息；

s9、第三判断步骤，根据狗排泄物的形状和颜色特征信息判断狗排泄物是大便还是小便，如果是小便进入第13步，如果是大便则进入第10步；

s10、进一步获取排泄物的温度和重量信息；

s11、根据狗的基本特征，以及至少是狗大便变量特征，其中，狗大便变量特征包括狗大便的形状或/和颜色进行狗的健康状态分析；

s12、分析完毕，如果狗的健康状态异常，则向狗主人推送狗的健康报告，或/和将狗的健康报告存储到存储模块；

s13、第三判断步骤，是否自动清理，如果否则进入s14步，如果是则进入s15步；

s14、等待指令；

s15、收卷。

作为对本发明的改进，在s11与s12之间还存在，狗大便变量特征的提取步骤：

s111、摄像模块采集图像信息，通过传输模块传给智能分析系统；

s112、智能分析系统接收到传输模块的原始信号后，提取镜头标定和关注区域标定参数、对图像进行图像二值化、高斯图像过滤、边缘处理区块填充、形状曲线提取和特征比对处理；

s113、智能分析系统通过对背景中检出的图像中的大便区域，采用背景提取技术，得到大便的检测图像，根据获取的图像，将图像的纹理、颜色和大小信息提出，作为狗大便变量特征。

作为对本发明的改进，所述健康报告的内容包括狗的健康等级、狗健康告警、狗健康提示或狗健康建议；或者狗的健康等级、狗健康告警、狗健康提示和狗健康建议中的任意两项以上的组合。

作为对本发明的改进，所述实时侦测或/和持续侦测是采用红外线传感器或超声波传感器进行侦测的。

作为对本发明的改进，所述排泄物重量信息是采用光电式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式或电阻应变式重力传感器检测的；所述排泄物的温度信息是通过红外温度传感器进行侦测的。

本发明还提供一种狗排泄物的智能检测收集装置，包括放卷机构和收卷机构，所述放卷机构和收卷机构分别设在狗尿垫承载机构的两端，在所述狗尿垫承载机构上方设有摄像模块，以及设置在智能检测收集装置上的温度传感器、重量传感器和传输模块，所述摄像模块将采集到的图像，温度传感器将采集到的狗排泄物的温度，以及重量传感器将采集到的狗排泄物的重量，通过传输模块传递到智能分析系统，智能分析系统根据狗的基本特征、狗大便变量特征、狗大便重量特征和狗大便温度特征进行狗的健康状态分析；分析完毕，如果狗的健康状态异常，则向狗主人推送狗的健康报告，或/和将狗的健康报告存储到存储模块。

作为对本发明的改进，所述狗大便变量特征的提取步骤：摄像模块采集图像信息，通过传输模块传给智能分析系统；智能分析系统接收到传输模块的原始信号后，提取镜头标定和关注区域标定参数、对图像进行图像二值化、高斯图像过滤、边缘处理区块填充、形状曲线提取和特征比对处理；智能分析系统通过对背景中检出的图像中的大便区域，采用背景提取技术，得到大便的检测图像，根据获取的图像，将图像的纹理、颜色和大小信息提出，作为狗大便变量特征。

作为对本发明的改进，所述智能分析系统设在智能检测收集装置本体上或设在后面管理系统里面。

作为对本发明的改进，在所述收卷机构上还设有压紧构件，所述压紧构件将狗尿垫的宽度方向延伸出来的粘合部上下压紧并粘合，将狗排泄物紧紧包裹在被收卷好的狗尿垫内，防止狗排泄物异味散发。

本发明由于采用了智能分析系统，智能分析系统根据狗的基本特征、狗大便变量特征、狗大便重量特征和狗大便温度特征进行狗的健康状态分析；分析完毕，如果狗的健康状态异常，则向狗主人推送狗的健康报告，或/和将狗的健康报告存储到存储模块的方法，这样，人们就可以实时知道狗的健康状态，实现对症治疗。

附图说明

图1是本发明方法的实施例的方框示意图。

图2是图1中的狗大便变量特征提取的方框示意图。

图3是本发明装置的一种实施例的分解结构示意图。

图4是图3部分组合后的结构示意图（无下活动盖）。

图5是图3部分组合后的结构示意图（有下活动盖）。

图6是本发明装置的立体外观结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

请参见图1和图2，图1和图2所揭示的是一种基于狗粪便的狗健康状态分析方法，包括如下步骤，

s1、启动步骤，开启智能检测收集装置；

s2、获取狗的基本特征，基本特征至少包括狗的种类（品种），狗的基本特征还可以包括狗的体形大小，狗年龄和狗毛颜色等；

s3、实时侦测，实时地侦测智能检测收集装置是否有狗存在；本步骤主要是对狗尿垫的用于承载排泄物的部分进行间断性侦测，看是否有狗上到了狗尿垫上；这步中所使用的侦测器可以，但不限于是红外线传感器、超声波传感器或振动传感器等。

s4、第一判断步骤，判断狗尿垫上是否有狗存在，如果是，则进入s5步，如果否，则返回s3步；

s5、获取狗的重量，作为狗大便重量计算依据；

s6、持续侦测，持续地侦测智能检测收集装置上的狗是否还在；

s7、第二判断步骤，判断狗排泄是否完成，如果是，则进入s8步，如果否，则返回s6步；

s8、获取排泄物的形状和颜色特征信息；

s9、第三判断步骤，根据狗排泄物的形状和颜色特征信息判断狗排泄物是大便还是小便，如果是小便进入第13步，如果是大便则进入第10步；本步中，识别是否为大便和小便的逻辑为提取镜头标定参数，提取关注区域标定参数，对上步获取的排泄物的图像进行图像二值化、高斯图像过滤、边缘处理区块填充、形状曲线提取和特征比对处理；如果狗排泄物的形状呈条状，有些还呈竹子类的分节，且颜色较深，则判断为大便；如果狗排泄物的形状呈扁平状，边缘不明显，且颜色较浅，则判断为小便；

s10、进一步获取排泄物的温度和重量信息，本步中，所述排泄物重量信息可以采用光电式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式或电阻应变式重力传感器检测的；所述排泄物的温度信息是通过红外温度传感器进行侦测的；

s11、根据狗的基本特征和狗大便变量特征进行狗的健康状态分析；这步如何具体分析，请看下面详细叙述；必要时也要结合狗大便重量特征和狗大便温度特征来进行狗的健康状态分析；

s12、分析完毕，如果狗的健康状态异常，则向狗主人推送狗的健康报告，或/和将狗的健康报告存储到存储模块；

s13、第三判断步骤，是否自动清理，如果否则进入s14步，如果是则进入s15步；

s14、等待指令；

s15、收卷。

优选的，在s11与s12之间还存在，狗大便变量特征的提取步骤：

s111、摄像模块采集图像信息，通过传输模块传给智能分析系统；本步骤中的摄像模块可以采用ccd或cmos照相机，其中，ccd中文全称是电荷耦合元件；也称为ccd图像传感器。ccd是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号；在ccd上植入有微小光敏物质称作像素（pixel）。ccd的作用就是把图像像素转换成数字信号。ccd上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号。经由外部电路的控制，每个小电容能将其所带的电荷转给它相邻的电容；cmos，英文全称是complementarymetaloxidesemiconductor，即互补金属氧化物半导体，它是采用cmos技术所制造出来的图像传感器；

s112、智能分析系统接收到传输模块的原始信号后，提取镜头标定和关注区域标定参数、对图像进行图像二值化、高斯图像过滤、边缘处理区块填充、形状曲线提取和特征比对处理；

s113、智能分析系统通过对背景中检出的图像中的大便区域，采用背景提取技术，得到大便的检测图像，根据获取的图像，将图像的纹理、颜色和大小信息提出，作为狗大便变量特征。

优选的，所述健康报告的内容包括狗的健康等级、狗健康告警、狗健康提示或狗健康建议；或者狗的健康等级、狗健康告警、狗健康提示和狗健康建议中的任意两项以上的组合。

本发明中，如何根据狗的基本特征，至少根据狗大便变量特征进行狗的健康状态分析呢，首先，要在智能分析系统中建立狗的健康、亚健康和不健康的数据库，狗的健康数据库以下述字段来建立，第一个字段，品种，可以先设立不同品种的一级目录，如哈士奇、藏獒、金毛、贵宾、萨摩耶、博美、雪纳瑞、苏格兰牧羊犬、松狮、京吧犬和吉娃娃等各种品种；然后，对每一种狗品种按狗年龄再分不同的段，如小于1岁（包含1岁），1岁-2岁（包含2岁），2岁-3岁（包含3岁），……19岁-20岁（包含20岁），大于20岁等字段；再根据不同的狗年龄对大便的形状分为健康、亚健康和不健康三个字段，一般来说，大多数狗的大便形状为粗细均匀，有竹子类的分节属于健康象征，大便形状为粗细不匀，竹子类的分节不明业属于亚健康象征，大便形状为粗细不匀，无竹子类的分节属于不健康象征；根据不同的狗年龄对大便的颜色分为深色、中色和浅色，大便的颜色太深可能是便血（如黑色和红色）；中色为棕色和褐色，为健康的颜色，灰色和橘色为消化道有问题；根据不同的狗年龄对大便的重量（与同类狗和同类狗年龄的正常大便的重量相比）分为超重、正常和不足三个字段，一般来说，超重为超过正常重量的20%，重量不足为低于正常重量的20%，根据不同的狗年龄对大便的温度（与同类狗和同类狗年龄的正常大便的温度相比）分为低温、正常和高温，低温为小于正常大便温度1度，高温为大于正常大便温度1度。

判断时，先根据狗的基本特征，即品种和狗年龄，找到对应的狗大便变量特征，包括狗大便的形状或/和颜色得出狗的健康状态；必要时，还可以给合狗大便重量特征和狗大便温度特征进行综合运算，得出狗的健康状态；

具体说，如果大便形状连续出现三次不正常，要发出狗健康提示，如果出现四次或四次以上不正常，要发出狗健康告警，以及狗健康建议；或/和如果大便颜色连续出现二次不正常，要发出狗健康提示，如果出现三次或三次以上不正常，要发出狗健康告警，以及狗健康建议；

如果狗大便重量特征和狗大便温度特征出现异常，一般要结合狗大便变量特征一起考虑。

采用了智能分析系统，智能分析系统根据狗的基本特征、狗大便变量特征、狗大便重量特征和狗大便温度特征进行狗的健康状态分析；分析完毕，如果狗的健康状态异常，则向狗主人推送狗的健康报告，或/和将狗的健康报告存储到存储模块的方法，这样，人们就可以实时知道狗的健康状态，实现对症治疗。

请参见图3至图6，图3至图6揭示的是一种狗排泄物的智能检测收集装置，包括放卷机构1和收卷机构2，所述放卷机构1和收卷机构2分别设在狗尿垫承载机构3的两端，在所述狗尿垫承载机构3上方设有摄像模块244，以及设置在智能检测收集装置上的温度传感器、重量传感器和传输模块，所述摄像模块244将采集到的图像，温度传感器将采集到的狗排泄物的温度，以及重量传感器将采集到的狗排泄物的重量，通过传输模块传递到智能分析系统6，智能分析系统6根据狗的基本特征、狗大便变量特征、狗大便重量特征和狗大便温度特征进行狗的健康状态分析；分析完毕，如果狗的健康状态异常，则向狗主人推送狗的健康报告，或/和将狗的健康报告存储到存储模块。

本发明中，如何根据狗的基本特征，至少根据狗大便变量特征进行狗的健康状态分析呢，首先，要在智能分析系统中建立狗的健康、亚健康和不健康的数据库，狗的健康数据库以下述字段来建立，第一个字段，品种，可以先设立不同品种的一级目录，如哈士奇、藏獒、金毛、贵宾、萨摩耶、博美、雪纳瑞、苏格兰牧羊犬、松狮、京吧犬和吉娃娃等各种品种；然后，对每一种狗品种按狗年龄再分不同的段，如小于1岁（包含1岁），1岁-2岁（包含2岁），2岁-3岁（包含3岁），……19岁-20岁（包含20岁），大于20岁等字段；再根据不同的狗年龄对大便的形状分为健康、亚健康和不健康三个字段，一般来说，大多数狗的大便形状为粗细均匀，有竹子类的分节属于健康象征，大便形状为粗细不匀，竹子类的分节不明业属于亚健康象征，大便形状为粗细不匀，无竹子类的分节属于不健康象征；根据不同的狗年龄对大便的颜色分为深色、中色和浅色，大便的颜色太深可能是便血（如黑色和红色）；中色为棕色和褐色，为健康的颜色，灰色和橘色为消化道有问题；根据不同的狗年龄对大便的重量（与同类狗和同类狗年龄的正常大便的重量相比）分为超重、正常和不足三个字段，一般来说，超重为超过正常重量的20%，重量不足为低于正常重量的20%，根据不同的狗年龄对大便的温度（与同类狗和同类狗年龄的正常大便的温度相比）分为低温、正常和高温，低温为小于正常大便温度1度，高温为大于正常大便温度1度。

判断时，先根据狗的基本特征，即品种和狗年龄，找到对应的狗大便变量特征，包括狗大便的形状或/和颜色得出狗的健康状态；必要时，还可以给合狗大便重量特征和狗大便温度特征进行综合运算，得出狗的健康状态；

具体说，如果大便形状连续出现三次不正常，要发出狗健康提示，如果出现四次或四次以上不正常，要发出狗健康告警，以及狗健康建议；或/和如果大便颜色连续出现二次不正常，要发出狗健康提示，如果出现三次或三次以上不正常，要发出狗健康告警，以及狗健康建议；

如果狗大便重量特征和狗大便温度特征出现异常，一般要结合狗大便变量特征一起考虑。

本发明中，在所述收卷机构2上还设有压紧构件21，所述压紧构件21将狗尿垫4的宽度方向延伸出来的粘合部41上下压紧并粘合，将狗排泄物紧紧包裹在被收卷好的狗尿垫4内，防止狗排泄物异味散发。

本实施例中，所述放卷机构1包括放卷底座11、放卷轴12和放卷上盖13，所述放卷轴12设在放卷底座11上，所述放卷上盖13设在放卷底座11设在放卷底座11上，并与放卷底座11上构成容置未被使用的狗尿垫4的容纳空间14，在所述放卷底座11的两侧，相对于放卷轴12的两端各设有一个放卷侧盖25。

在所述放卷轴12的两端各设有一个齿轮121，在所述放卷轴12上，所述齿轮121的内侧，各设有一片挡板122，当放卷轴12上的狗尿垫4放完后，可以将所述放卷轴12移动到收卷机构2上，作为收卷轴22使用。

优选的，所述放卷机构1和收卷机构2分别设在狗尿垫承载机构3两端的上方。

优选的，所述收卷机构2包括收卷底座23和上盖24，收卷轴22设在收卷底座23上，所述收卷轴22一端设有收卷电机25，所述收卷电机25通过驱动齿轮251收卷齿轮221旋转，在所述收卷轴22上，所述收卷齿轮221的内侧，各设有一片收卷挡板222；所述上盖24设在所述收卷底座23上构成容置部26，用于容置被收卷好的狗尿垫4；本实施例中，所述上盖24包括上活动盖241和下活动盖242，所述上活动盖241与所述上盖24枢接，所述下活动盖242与所述上盖24枢接，并由固定在上盖24上的电磁阀243绕所述上盖24往复驱动。在所述上盖24上还设有摄像模块244，所述摄像模块244可以是ccd或cmos数字摄像模块。

再请参见图5和图6，所述压紧构件21包括用于将狗尿垫4向收卷机构2的收卷轴22方向托起的狗尿垫承托板211，在所述狗尿垫承托板211两端分别设有向上凸起的粘合部压紧条2111，在所述狗尿垫承托板211的下部设有弹性件2112，用于狗尿垫承托板211向上托起，将通过所述粘合部压紧条2111将狗尿垫4两侧的粘合部41压紧，并使其粘合。

优选的，本发明还包括红外线传感器或振动传感器进行侦测的，用来感应狗尿垫4上是否有狗或其它物体存在。

本发明中的红外线传感器可以包括一个红外发射管和一个红外接收管，红外发射管设在收卷机构2或放卷机构1上，所述红外接收管则设在放卷机构1或收卷机构2，当有狗或其它物体位于红外发射管和红外接收管之间时，会产生一个电信号给相关电路；红外线传感器也可以光纤结构的，红外发射管和红外接收管位于一侧，当红外接收管接收到从狗或其它物体反射回来的红外光时，产生一个电信号。

本发明中的振动传感器用于感应狗尿垫4上的振动频率，但有动物存在于狗尿垫4的振动频率会发生改变，从而产生电信号。

优选的，本发明中，对狗尿垫4的测重可以采用，但不限于是光电式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式或电阻应变式重力传感器。本发明中的各种测重传感器可以设在狗尿垫承托板211上，位于狗尿垫4的下面，用于测量狗的重量。

本发明中，光电式重力传感器包括光栅式和码盘式两种。

光栅式传感器利用光栅形成的莫尔条纹把角位移转换成光电信号。光栅有两块，一为固定光栅，另一为装在表盘轴上的移动光栅。加在承重台上的被测物通过传力杠杆系统使表盘轴旋转，带动移动光栅转动，使莫尔条纹也随之移动。利用光电管、转换电路得出被测物质量的电信号。

码盘式传感器的码盘符号板是一块装在表盘轴上的透明玻璃，上面带有按一定编码方法编定的黑白相间的代码。加在承重台上的被测物通过传力杠杆使表盘轴旋转时，码盘也随之转过一定角度。光电池将透过码盘接受光信号并转换成电信号，然后由电路进行数字处理。

本发明中，电容式重力传感器是利用电容器振荡电路的振荡频率f与极板间距d的正比例关系工作。极板有两块，一块固定不动，另一块可移动。在狗尿垫4有狗存在时，板簧挠曲，两极板之间的距离发生变化，电路的振荡频率也随之变化，从而得出电信号。

本发明中，磁极变形式重力传感器，它是利用铁磁元件在狗的重力作用下发生机械变形时，内部产生应力并引起导磁率变化，使绕在铁磁元件磁极两侧的次级线圈的感应电压也随之变化。测量出电压的变化量即可求出加到磁极上的力，进而得出狗重量的电信号。

本发明中，振动式重力传感器，是利用弹性元件受力后，其固有振动频率与作用力的平方根成正比的原理。测出固有频率的变化，即可求出被测物作用在弹性元件上的力，进而求出其质量。

本发明中，陀螺仪式重力传感器，陀螺仪的转子装在内框架中，以角速度ω绕x轴稳定旋转。内框架经轴承与外框架联接，并可绕水平轴y倾斜转动。外框架经万向联轴节与机座联接，并可绕垂直轴z旋转。转子轴(x轴)在未受外力作用时保持水平状态。转子轴的一端在受到外力(p/2)作用时，产生倾斜而绕垂直轴z转动进动。进动角速度ω与外力p/2成正比，通过检测频率的方法测出ω，即可求出外力大小，进而求出产生此外力的被测物的质量。

为了保证狗尿垫4的正宗性，可以在狗尿垫4上印上二维码，使用者新买了狗尿垫4后，要手机扫二维码，将狗尿垫4的相关数据传入服务器，服务器比对后，如果该狗尿垫4合法，才可以正常开机使用狗排泄物的智能收集装置。

本发明的收卷控制方式有两种，一种是通过设在狗排泄物的智能收集装置上的人工按钮，需要收卷时，人工按下按钮进行收卷；二是具有开机权力的手机可以直接远程通过手机app进行开机。

需要说明的是，针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本发明进行解释，以便于能够更好地解释本发明，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。