一种提高识别率的牛只匹配系统及方法与流程

本发明属于牛只识别，具体涉及一种提高识别率的牛只匹配系统及方法。

背景技术：

1、在大规模化牛场中要实现对牛只个体自动化、信息化的日常精细化管理，实现对每头牛只的健康状况追踪以及奶源和肉制品追溯，必须实现质量追溯体系的搭建与完善，而关键又在于对牛只个体身份的识别。快速准确的牛只个体识别不仅是奶制品和肉制品溯源的基础，也是奶牛生产性能记录体系和遗传改良体系最重要的组成部分，如选种选配和母牛产犊等生产管理都需要先快速识别个体身份。

2、现有技术中，牛只个体身份识别的应用主要有感应识别方式和摄像头识别方式两种技术路径，摄像头识别方式多位识别牛的脸部，即所谓牛脸识别，存在劣势包括：1)奶厅环境脏污比较多，需要经常维护擦洗，否则会出现粪污遮挡摄像头造成不识别的情况，实用性低；2)冬季挤奶时奶厅使用温水前置冲洗和挤奶过程中冲洗会带来大量水雾，水雾遮挡摄像头会造成不识别的情况，实用性低；3)大量牛脸为全黑毛色遮挡/牛脸毛发较长，造成不易识别，识别率低。感应识别方式主要有射频识别(radio frequency identification，rfid)，采用无源方案，体型较小，且不受限于电池，所以可以以多种形式体现，但是同样存在劣势包括：1)通道式识别容易发生牛只漏识别导致匹配错位，识别率低；2)在位式识别需要将所有牛只在规范位置进行识别，操作复杂，识别效率低。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的实用性低、识别率低以及效率低的问题，本发明目的在于提供一种提高识别率的牛只匹配系统及方法。

2、本发明所采用的技术方案为：

3、一种提高识别率的牛只匹配系统，包括牛只识别场地、牛只检测单元以及牛只匹配后台，牛只检测单元设置于牛只识别场地内，且牛只检测单元与牛只匹配后台通信连接；

4、牛只识别场地包括牛只识别通道和若干识别位，且牛只识别场地的边缘设置有封闭式栅栏，若干识别位设置于牛只识别通道的两侧；

5、牛只检测单元包括若干rfid标签、若干第一rfid读取器、若干第二rfid读取器以及牛只检测摄像机，若干rfid标签一一对应的设置于若干牛只个体处，且rfid标签存储有对应的牛只身份信息，若干第一rfid读取器均匀的设置于牛只识别通道的两侧的封闭式栅栏处，且所有第一rfid读取器、所有第二rfid读取器以及牛只检测摄像机均与牛只匹配后台通信连接，若干第二rfid读取器一一对应的设置于若干识别位的封闭式栅栏处，牛只检测摄像机设置于牛只识别场地的上方；

6、牛只匹配后台设置有若干牛只数据库，若干牛只数据库一一对应的与若干牛只身份信息匹配。

7、进一步地，第一rfid读取器包括依次电性连接的第一rfid天线模块、第一rf信号处理模块以及第一无线通信模块，第一无线通信模块与牛只匹配后台通信连接。

8、进一步地，第二rfid读取器包括依次电性连接的第二rfid天线模块、第二rf信号处理模块以及第二无线通信模块，第二无线通信模块与牛只匹配后台通信连接。

9、进一步地，牛只检测摄像机包括高清摄像头、红外摄像头、图像预处理模块以及第三无线通信模块，图像预处理模块分别与高清摄像头、红外摄像头以及第三无线通信模块电性连接，第三无线通信模块与牛只匹配后台通信连接。

10、进一步地，牛只匹配后台包括数据接收模块、数据库匹配模块、监控区域设定模块、目标检测模块、牛只匹配单元以及数据库模块，数据接收模块分别与若干第一rfid读取器、若干第二rfid读取器以及牛只检测摄像机通信连接，且数据接收模块分别与数据库匹配模块、监控区域设定模块以及目标检测模块连接，监控区域设定模块和目标检测模块均与牛只匹配单元连接，牛只匹配单元和数据库匹配模块均与数据库模块连接，数据库模块设置有若干牛只数据库，若干牛只数据库一一对应的与若干牛只身份信息匹配。

11、一种提高识别率的牛只匹配方法，应用于牛只匹配系统，系统包括牛只识别场地、牛只检测单元以及牛只匹配后台，牛只识别场地包括牛只识别通道和若干识别位，牛只检测单元包括若干rfid标签、若干第一rfid读取器、若干第二rfid读取器以及牛只检测摄像机，牛只匹配后台设置有若干牛只数据库，方法包括如下步骤：

12、初始化牛只匹配系统，并设定牛只识别场地的牛只识别通道监控区域和若干识别位监控区域；

13、使用牛只检测摄像机，采集牛只识别通道监控区域和若干识别位监控区域的实时监控视频数据，并将实时监控视频数据发送至牛只匹配后台；

14、使用第一rfid读取器和第二rfid读取器，分别采集rfid标签的第一rfid标签数据和第二rfid标签数据，并将第一rfid标签数据和第二rfid标签数据均发送至牛只匹配后台；

15、基于牛只匹配后台，对实时监控视频数据进行多目标检测，得到位于牛只识别通道监控区域的待匹配的若干第一牛只检测目标和位于识别位监控区域的待匹配的若干第二牛只检测目标；

16、基于牛只匹配后台，根据若干第一rfid标签数据，对待匹配的若干第一牛只检测目标进行移动轨迹匹配，得到对应的若干匹配成功的第一牛只检测目标；

17、基于牛只匹配后台，根据第二rfid标签数据，对待匹配的若干第二牛只检测目标进行监控区域匹配，得到对应的若干匹配成功的第二牛只检测目标；

18、若存在待匹配的第一牛只检测目标和/或待匹配的第二牛只检测目标，则继续进行移动轨迹匹配和/或监控区域匹配，否则，结束牛只匹配。

19、进一步地，初始化牛只匹配系统，并设定牛只识别场地的牛只识别通道监控区域和若干识别位监控区域，包括如下步骤：

20、为若干牛只个体设置rfid标签，并将牛只个体的牛只身份信息存储至对应的rfid标签内；

21、启动牛只检测单元，并将牛只检测单元连接至牛只匹配后台；

22、使用牛只检测摄像机，采集牛只识别场地的历史监控视频数据，并将历史监控视频数据发送至牛只匹配后台；

23、基于牛只匹配后台，根据历史监控视频数据、牛只识别通道的实际位置以及若干识别位的实际位置，设定牛只识别场地的牛只识别通道监控区域和若干识别位监控区域。

24、进一步地，基于牛只匹配后台，对实时监控视频数据进行多目标检测，得到位于牛只识别通道监控区域的待匹配的若干第一牛只检测目标和位于识别位监控区域的待匹配的若干第二牛只检测目标，包括如下步骤：

25、基于牛只匹配后台，对实时监控视频数据进行帧截取，得到连续帧的实时监控图像数据集；

26、将连续帧的实时监控图像数据集输入预先训练的多目标检测模型，得到待匹配的若干初始牛只检测目标；

27、若待匹配的初始牛只检测目标位于牛只识别通道监控区域，则将初始牛只检测目标作为待匹配的第一牛只检测目标，否则，将初始牛只检测目标作为待匹配的第二牛只检测目标；

28、遍历待匹配的所有初始牛只检测目标，得到位于牛只识别通道监控区域的待匹配的若干第一牛只检测目标和位于识别位监控区域的待匹配的若干第二牛只检测目标。

29、进一步地，基于牛只匹配后台，根据若干第一rfid标签数据，对待匹配的若干第一牛只检测目标进行移动轨迹匹配，得到对应的若干匹配成功的第一牛只检测目标，包括如下步骤：

30、基于牛只匹配后台，根据第一rfid标签数据对应的牛只身份信息，将第一rfid标签数据存储至对应的牛只数据库的rfid标签数据序列中；

31、根据所有rfid标签数据序列，获取对应的牛只个体的第一移动轨迹数据；

32、对待匹配的所有第一牛只检测目标进行目标追踪，得到对应的第二移动轨迹数据；

33、对第一移动轨迹数据和第二移动轨迹数据进行轨迹匹配，将轨迹匹配成功的牛只个体的牛只身份信息添加至对应的待匹配的第一牛只检测目标，得到匹配成功的第一牛只检测目标；

34、遍历待匹配的所有第一牛只检测目标，得到对应的若干匹配成功的第一牛只检测目标。

35、进一步地，基于牛只匹配后台，根据第二rfid标签数据，对待匹配的若干第二牛只检测目标进行监控区域匹配，得到对应的若干匹配成功的第二牛只检测目标，包括如下步骤：

36、基于牛只匹配后台，根据第二rfid标签数据对应的牛只身份信息，将第二rfid标签数据存储至对应的牛只数据库的rfid标签数据序列中；

37、根据第二rfid标签数据对应的第二rfid读取器所在的识别位位置，匹配对应的识别位监控区域，得到匹配的识别位监控区域；

38、根据匹配的识别位监控区域，对位于识别位监控区域的待匹配的若干第二牛只检测目标进行监控区域匹配，得到对应的匹配成功的第二牛只检测目标；

39、遍历所有第二rfid标签数据对应的匹配的识别位监控区域，得到对应的若干匹配成功的第二牛只检测目标。

40、本发明的有益效果为：

41、本发明提供的一种提高识别率的牛只匹配系统及方法，通过在牛只识别场地设置牛只识别通道和若干识别位，牛只识别场地的上方设置牛只检测摄像机，结合感应识别方式的通道式识别、在位式识别以及摄像头识别方式，提高了牛只识别的自动化程度，避免了牛脸识别和感应识别的缺陷；采用rfid标签数据和图像识别算法对牛只进行多目标检测，从监控区域和移动轨迹两方面在牛只匹配后台进行牛只匹配，确保每一牛只检测目标和真实的牛只身份信息进行准确匹配，完成牛只身份识别，提高了牛只目标的识别率、牛只识别的实用性以及效率，更加适用于大规模牛只养殖场景的牛只识别与匹配。

42、本发明的其他有益效果将在具体实施方式中进一步进行说明。