看国外 | “猪尾识别”:3D视觉系统的畜牧业应用

看国外 2018-12-11 17:48:26

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据麦姆斯咨询报道,近日苏格兰研究人员开发了一种3D视觉系统,用于自动探测猪尾位置,从而提醒农民可能会出现咬尾事件,以便他们可以提早准备,防止此类情况发生。

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据苏格兰农业学院(SRUC)称,生长中的猪出现咬尾时不会有任何预警,但一旦爆发则会导致被咬猪疼痛甚至产生疾病,给农民造成经济损失,特别是当因尾巴伤口感染导致肉变质时。目前该学院与苏格兰农业技术公司(Innovent Technology Limited)、生猪供应链合作伙伴(包括东北动物饲料公司Harboro在内)以及农业工程精密创新中心(Agri-EPI)共同合作开展了该项目的研究。

此外,仔猪出生时立即断尾在一定程度上能有效减少后期咬尾事件发生,但这种方式并不可取,根据欧盟理事会2008/120/EC号指令,该行为需要被禁止。在生长中的猪出现咬尾时,存在许多风险因素,疫情可能会在没有任何警告或明显原因的情况下爆发,这导致了农场主难以进行管理。最近的研究表明,在破坏性咬尾爆发前,猪的行为会发生变化。具体行为表现为在潜在事故发生前,猪就会将尾巴放低。

为了提醒农民注意潜在的猪咬尾事件,项目团队开发了基于3D摄像头的自动系统来探测尾巴的位置。每个猪圈都配有一台IFM O3D301 3D摄像头,可覆盖大约1/3的区域,位于进料器上方,垂直向下。该摄像头采用了飞行时间(ToF)技术,以25次/秒的速度从LED发射红外光脉冲,然后记录脉冲与到达每个像素之间的延迟。以太网电缆将从每个摄像头采集到的数据传送到CompuLab的fit-PC4无风扇工业电脑上,再连接宽带互联网,从而可进行数据下载。

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每个猪圈还配备了两台来自Gamut公司的2D CCTV(closed-circuit television,闭路电视)子弹摄像头,配有索尼effio芯片组,安装在圈棚顶部;其中一台可监控整个猪圈,另一台用来监控3D摄像头所在的进料器上方。这些摄像头可一天24小时连续录制,视频数据则存储在GeoVision基于电脑端的CCTV系统硬盘上。同时查看3D和2D视频图像,“亲眼”验证3D数据。

根据学术论文《猪咬尾的自动预警:3D摄像头可探测尾部降低,防止咬尾事件爆发》中称,Innovent Technology有限公司开发的专有算法可用来定位猪以及它们的尾巴。对于每只站在摄像头下的猪,通过算法来定位它们的尾巴,并测量尾巴相对于身体的角度,范围为0到90度不等,其中0度是尾巴垂下或夹在身体里,所以无法从背部或臀部的曲线中突出来,90度则是指尾巴90度竖立起来。

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在对摄像机设置和算法验证时发现,探测低尾状态的准确率达到了73.9%,相对于非低尾状态,其灵敏度为88.4%,特异性66.8%。此次测试,共8批样本,每批分成23组,每组29只猪,在特定的商业条件下采用非断尾饲养。其中15组出现了咬尾事件,这种情况发生时,需要立即给猪圈围栏加强防护,并且将患猪转移并接受治疗。来自咬尾爆发组的3D数据显示,低尾探测的比例在咬尾爆发前会有所增加,爆发后则会下降。

“这项研究实现了我们所有的期望。我们可以自主探测猪尾巴的姿势,而且该研究已被证明可以作为咬尾事件的早期预警。”来SRUC的第一作者Rick D’Eath博士说道,“我们现在所面临的挑战是将这项先进技术发展成强大的农场预警系统,在任何养猪场都适用。

这项研究接下来将会被名为TailTech的新三年项目接手,该项目由英国Innovate公司提供67.6万英镑的研究资金。据悉,该项目将收集更多来自不同养猪场的数据,开发和测试原型预警系统。同时,其他生猪供应伙伴也将参与其中。

(来源:年华@边界计划)


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