非接触测量家畜体重体尺装置及其测量和分析数据的方法与流程

本发明涉及一种测量家畜体重和体尺的装置，尤其涉及一种非接触测量家畜体重体尺装置及其测量和分析数据的方法。

背景技术：

传统的对于家畜的体重和体尺的测量大多使用测杖、卷尺、圆形测定器、地衡(磅秤)等工具进行人工测量，在测量过程中，测量者需要对家畜进行接触式测量，这种接触测量方式不仅工作量大，还伴有一定的危险性。接触式测量还会对家畜造成应激反应，影响其生长和发育。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提出一种非接触测量家畜体重体尺装置及其测量方法，实现了家畜的非接触测量，减少了动物应激反应，方便快捷。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种非接触测量家畜体重体尺装置，包括固定装置、重量采集平台、重量显示装置、图像处理软件和图像采集装置，所述固定装置的下部设置有重量采集平台，重量显示装置设置于固定装置上，固定装置外接有图像处理软件和图像采集装置；重量显示装置的输入端和重量采集平台连接，重量显示装置的输出端和图像处理软件连接，图像采集装置的输出端和图像处理软件连接。

作为优选，所述固定装置包括固定架、固定栏和顶架，所述顶架为长方形，顶架的四个角的下部分别焊接有一个固定架，顶架的长边下方的固定架之间焊接有固定栏，顶架上设置有标尺。固定架和固定栏采用圆钢管结构，在保证家畜在固定装置内不被刮伤的同时，保证了家畜在进行体重和体尺测量时不会前后左右蹿动，使测量值更准确。

作为优选，所述标尺设置有两个，且两个标尺设置于顶架的同一侧边上。两点确定一条直线，直线可计算长度，设定两个标尺确定两个标尺之间的距离。

作为优选，所述重量采集平台包括重量传感器、平台底板、平台边框、底座和高度调节器；所述平台底板的四个角上分别设置有四个底座，平台底板的四个侧边上焊接有一个平台边框；所述四个底座的上部分别设置有重量传感器，其下部分别设置有高度调节器。平台底板采用8mm厚钢板结构，平台边框采用槽钢结构，采用钢板和槽钢结构用以加强重量采集平台的机械强度，使重量采集平台可以承受各种家畜的重量；四个底座下部的四个高度调节器用于调节重量采集节平台的高度，保证重量采集平台的水平度不变，使家畜的体重和体尺的测量值更准确。

作为优选，所述重量显示装置包括电子显示读取器和固定架，所述电子显示读取器设置在固定架的一端，固定架的另一端焊接在固定架上。

作为优选，所述图像采集装置包括摄像头和三脚架，所述三脚架设置在固定装置的前方，摄像头设置在三脚架的顶部。

一种利用所述的非接触测量家畜体重体尺装置的测量和分析数据的方法：

(1)通过重量传感器将采集到的待测量家畜的体重数据发送给电子显示读取器显示，电子显示读取器再将数据传输到图像处理软件；

(2)通过摄像头采集待测量的家畜的图像，并将图像传输到图像处理软件；

(3)计算出图像中两个标尺之间的距离；

(4)已知两个标尺在顶架上的实际距离，用计算出的图像中标尺的距离除以标尺的实际距离，得出图像中的物体和实际物体的尺寸比例值k；

(5)在图像上通过鼠标点击选择需要测量的家畜部位，鼠标左键按下点为待测量部位的起点，鼠标左键释放时的点为待测量部位的终点，在鼠标移动的过程中绘制出一条直线，并计算出图像中待测量部位的起点和终点之间的距离d；

(6)用方法(8)中计算出的图像中待测量部位的距离d除以方法(7)中得到的尺寸比例值k，得到图像中待测家畜部位对应的实际值；

(7)通过鼠标的点击选择测量出家畜的体高和体长；

(8)结合方法(1)获得的体重信息，通过大量数据样本的相关性分析，利用偏最小二乘法拟合出家畜的胸围、腹围尺寸和体重、体高、体长之间的关系；

(9)根据方法(8)中的关系，通过家畜的体重、体高、体长估算出该家畜的胸围和腹围的尺寸。

作为优选，所述方法(3)中计算图像中两个标尺之间距离的方法采用鼠标直接点击测量，鼠标指向图像中的一个标尺，按下鼠标左键，拖动鼠标指向图像中的另一个标尺，释放鼠标左键；在鼠标移动的过程中绘制出一条直线，并计算出图像中选择的两个标尺之间的距离。

作为优选，所述方法(3)中计算图像中两个标尺之间距离的方法采用图像处理法，方法步骤如下：

(1)通过图像处理软件遍历图像中的像素，并将每个像素的rgb值和标尺颜色的rgb值进行比对；如果图像中像素的rgb值和标尺颜色的rgb值的差的绝对值在设定的最小范围内，则将该像素的rgb值更改为0；如果图像中像素的rgb值和标尺颜色的rgb值的差的绝对值在设定的最小范围外，则将该像素的rgb值更改为255；

(2)使用边缘检测算子对图像进行边缘检测；

(3)对图像进行轮廓查找，确定两个标尺的轮廓；

(4)计算出两个标尺的轮廓的中心点坐标及中心点之间的距离；通过计算中心点之间的距离即可算出两个标尺在图像中的距离。

作为优选，所述边缘检测算子为canny算子。

本发明的有益效果：本发明的非接触测量家畜体重体尺装置实现了在不接触家畜的前提下对家畜进行体重和体尺的测量，极大程度的缩短了测量所需时间，减小了测量者的工作量；采用非接触测量，有效避免了家畜与测量者直接接触，不仅避免了测量者接触家畜引起的危险，还避免了家畜的应激反应，从而避免了家畜的生长和发育受到影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的固定装置的结构示意图；

图3为本发明的重量采集平台的结构示意图；

图4为本发明的显示装置的结构示意图；

图5为本发明的图像采集装置的结构示意图；

图6为本发明的流程框图；

其中：1.固定装置，1.1.固定架，1.1.1.顶架，1.2.固定栏，1.3.标尺，2.重量采集平台，2.1.重量传感器，2.2.平台底板，2.3.平台边框，2.4.底座，2.5.高度调节器，3.重量显示装置，3.1.电子显示读取器，3.2.固定架，4.图像处理软件，5.图像采集装置，5.1.摄像头，5.2三脚架。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，为本发明的一种非接触测量家畜体重体尺装置，包括固定装置1、重量采集平台2、重量显示装置3、图像处理软件4和图像采集装置5，所述固定装置1的下部设置有重量采集平台2，重量显示装置3设置于固定装置1上，固定装置1外接有图像处理软件4和图像采集装置5；重量显示装置3的输入端和重量采集平台2连接，重量显示装置3的输出端和图像处理软件4连接，图像采集装置5的输出端和图像处理软件4连接。

如图2所示，所述固定装置1包括固定架1.1、固定栏1.2和顶架1.1.1，所述顶架1.1.1为长方形，顶架1.1.1的四个角的下部分别焊接有一个固定架1.1，顶架1.1.1的长边下方的固定架1.1之间焊接有固定栏1.2，顶架1.1.1上设置有标尺1.3。固定架1.1和固定栏1.2采用圆钢管结构，在保证家畜在固定装置1内不被刮伤的同时，保证了家畜在进行体重和体尺测量时不会前后左右蹿动，使测量值更准确。

所述标尺1.3设置有两个，且两个标尺1.3设置于顶架1.1.1的同一侧边上。两点确定一条直线，直线可计算长度，设定两个标尺确定两个标尺之间的距离。

如图3所示，所述重量采集平台2包括重量传感器2.1、平台底板2.2、平台边框2.3、底座2.4和高度调节器2.5；所述平台底板2.2的四个角上分别设置有四个底座2.4，平台底板2.2的四个侧边上焊接有一个平台边框2.3；所述四个底座2.4的上部分别设置有重量传感器2.1，其下部分别设置有高度调节器2.5。平台底板2.2采用8mm厚钢板结构，平台边框2.3采用槽钢结构，采用钢板和槽钢结构用以加强重量采集平台2的机械强度，使重量采集平台2可以承受各种家畜的重量；四个底座2.4下部的四个高度调节器2.5用于调节重量采集节平台2的高度，保证重量采集平台2的水平度不变，使家畜的体重和体尺的测量值更准确。固定装置1和重量采集平台2共同组成家畜固定、重量采集区。

如图4所示，所述重量显示装置3包括电子显示读取器3.1和固定架3.2，所述电子显示读取器3.1设置在固定架3.2的一端，固定架3.2的另一端焊接在固定架1.1上。

如图5所示，所述图像采集装置5包括摄像头5.1和三脚架5.2，所述三脚架5.2设置在固定装置1的前方，摄像头5.1设置在三脚架5.2的顶部。三脚架5.2用于固定摄像头5.1，防止摄像头5.1抖动，使摄像头5.1在采集家畜图像时处于稳定状态，从而得到清晰的图像。

如图6所示，为本发明的流程框图，首先让家畜进入本发明的测量装置，家畜通过家畜固定、重量采集区时，对家畜的体重和体尺进行测量。

一种利用所述的非接触测量家畜体重体尺装置的测量和分析数据的方法：

(1)通过重量采集平台2底座上的重量传感器2.1测得待测家畜的体重，并将所测得的家畜体重的数据通过电子显示读取器3.1进行显示；电子显示读取器3.1与图像处理软件4之间通过串口协议进行通讯和数据传输，以电子显示读取器3.1为中介，将测得的家畜体重的数据传输到图像处理软件4；

(2)通过摄像头5.1采集待测量的家畜的图像，并将所获得的图像传输到图像处理软件4，利用图像处理软件4对图像进行处理；

(3)计算出图像中两个标尺1.3之间的距离；

(4)已知两个标尺1.3在顶架1.1.1上的实际距离，用计算出的图像中标尺1.3的距离除以标尺1.3的实际距离，得出图像中的物体和实际物体的尺寸比例值k；

(5)在图像上通过鼠标点击选择需要测量的家畜部位，鼠标左键按下点为待测量部位的起点，按住鼠标左键并拖动鼠标，鼠标左键释放点为待测量部位的终点，在鼠标移动的过程中绘制出一条直线，并计算出图像中待测量部位的起点和终点之间的距离d；在鼠标移动的过程中系统自动绘制出一条直线，以便更直观的观察；

(6)用方法(5)中计算出的图像中待测量部位的距离d除以方法(4)中得到的尺寸比例值k，得到图像中待测家畜部位对应的实际值；

(7)通过鼠标的点击选择测量出家畜的体高和体长；

(8)结合方法(1)获得的体重信息，通过大量数据样本的相关性分析，利用偏最小二乘法拟合出家畜的胸围、腹围尺寸和体重、体高、体长之间的关系；

(9)根据方法(8)中的关系，通过家畜的体重、体高、体长估算出该家畜的胸围和腹围的尺寸。

所述方法(3)中计算图像中两个标尺1.3之间距离的方法采用鼠标直接点击测量，鼠标指向图像中的一个标尺1.3，按下鼠标左键，拖动鼠标指向图像中的另一个标尺1.3，释放鼠标左键；在鼠标移动的过程中绘制出一条直线，并计算出图像中选择的两个标尺1.3之间的距离。

所述方法(3)中计算图像中两个标尺1.3之间距离的方法采用图像处理法，方法步骤如下：

(1)通过图像处理软件(4)遍历图像中的像素，并将每个像素的rgb值和标尺1.3颜色的rgb值进行比对；如果图像中像素的rgb值和标尺1.3颜色的rgb值的差的绝对值在设定的最小范围内，则将该像素的rgb值更改为0；如果图像中像素的rgb值和标尺1.3颜色的rgb值的差的绝对值在设定的最小范围外，则将该像素的rgb值更改为255，以此按颜色将固定架1.1上的标尺1.3识别出来；

(2)使用边缘检测算子对图像进行边缘检测；所述边缘检测算子为canny算子；

(3)对图像进行轮廓查找，确定两个标尺(1.3)的轮廓；

(4)计算出两个标尺(1.3)的轮廓的中心点坐标及中心点之间的距离；通过计算中心点之间的距离即可算出两个标尺(1.3)在图像中的距离。

测量完家畜的体重和体尺后，家畜离开家畜固定、重量采集区，完成了在不接触家畜的前提条件下对家畜进行体重和体尺数据的采集。

本发明的非接触测量家畜体重体尺装置实现了对家畜的体重和体尺的非接触测量，缩短了测量者测量所需时间，减小了测量者的工作量；采用非接触测量，有效避免了家畜与测量者直接接触，不仅避免了测量者接触家畜引起的危险，还避免了家畜在进行接触测量时产生的应激反应，从而避免了家畜的生长和发育受到影响。