南京农业大学刘龙申获国家专利权
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龙图腾网获悉南京农业大学申请的专利一种基于三维点云估重的育肥猪分栏系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118383291B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410667792.1,技术领域涉及:A01K29/00;该发明授权一种基于三维点云估重的育肥猪分栏系统是由刘龙申;欧扬森;沈明霞;赵茹茜;姚文;赵哲南;郭文艳;郑祥;柳荦设计研发完成,并于2024-05-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于三维点云估重的育肥猪分栏系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于三维点云估重的育肥猪分栏系统,它包括数据采集与处理模块、无线数据传输模块、云服务器、分栏设备模块,其中:数据采集与处理模块:采集通道内实验猪只的深度数据,构建标准化育肥猪三维点云数据库;待测育肥猪只经过数据采集、体重估测流程后,获得估测的体重信息;无线数据传输模块:将体重信息上传至云服务器,并等待接受分栏指令;云服务器:比较体重信息与分群中值,将判断结果发送给分栏设备模块;分栏设备模块:基于生猪体重数据结果,选择开放多通道中的对应分栏口,完成生猪智能化分栏。本发明采用无接触式体重估计技术能够实现实时、自动化的体重监测,节省了人力和时间成本,提高养殖场的生产效率。
本发明授权一种基于三维点云估重的育肥猪分栏系统在权利要求书中公布了:1.一种基于三维点云估重的育肥猪分栏系统,其特征在于它包括数据采集与处理模块、无线数据传输模块、云服务器、分栏设备模块,其中: 数据采集与处理模块:采集通道内实验猪只的深度数据,构建标准化育肥猪三维点云数据库;待测育肥猪只经过数据采集、体重估测流程后,获得估测的体重信息;数据采集与处理模块通过以下步骤构建标准化育肥猪三维点云数据库: S1-1、定时抽取一对RGBD图像,剔除质量较差的图片,同时删除相似度过高的图片,剩余图片通过下式转化成原始场景点云数据: Q=D·K-1·P 式中,Q为点云中每个点的坐标,D为深度图像素值,K为相机内参矩阵,P为深度图像素坐标的其次向量; S1-2、点云滤波:基于点云环境噪点的空间分布特征,定义点云直通滤波器,以直接获取育肥猪点云通道内的矩形感兴趣区域;经过统计学离群点滤波,计算育肥猪点云的每个点,与其邻域内所有点的距离均值,来检测与周围点距离显著不同的点,从而实现离群点的滤除;定义滤波强度R′: 式中,Af为滤波前点云的总点数;Bf为滤波后点云的总点数; S1-3、点云聚类以及下采样; S1-4、提取点云关键特征;所述S1-4中,提取点云臀宽、肩宽、臀高、肩高、体长5个关键特征,关键特征参数计算步骤如下: S1-4-1、重建标准化育肥猪点云坐标系,将不同站立角度的猪背点云重建标准化坐标系,使地面为z平面,y轴平行于育肥猪躯干,指向猪头部,x轴垂直于躯干; S1-4-2、提取切片拟合曲线;所述S1-4-2中,提取切片拟合曲线包括以下步骤: 1计算点云物体在z平面上的质心,设置z为-1,综合设为重建的坐标系的原点,其计算方法如下所示: 式中,ri=xi,yi,-1,i=1,2,…,n,ri为各点坐标,mi为对应点质量;通过得到的质心坐标Pc,计算平移向量,将点云平移到坐标轴原点上; 2选定z轴为基本坐标轴,z轴即为地面法向量;不考虑z轴,将猪背点云投影到二维平面上,则设投影后的点云G表示为: 计算其协方差矩阵C: 求矩阵C特征值k=λ1,λ2,其对应特征矩阵为: C1=a1b1,C2=a2b2 当λ1≥λ2时,令点P为a1,b1,否则P为a2,b2;将二维投影后原始坐标原点O为基础,将OP单位化后作为点云体长方向即x轴;在获得z轴和x轴后,选择两轴的正交向量单位化后作为y轴; 3在获得平行于y轴的点云后,采取点云断层切片的方式确定分割平面;将点云沿x轴,以3mm间隔分割成一个个薄片,依次统计每个薄片内的点云在y轴方向上的跨度,并提取拟合曲线; S1-4-3、根据拟合曲线,从x轴负半轴开始,将第一个以及第二个极大值点对应x轴位置的点云薄片定义为臀宽切片和肩宽薄片;定义臀宽与肩宽薄片对应的y轴跨度作为臀宽与肩宽,两点云薄片簇内的最高点作为臀高和肩高,计算两薄片间隔,作为体长; S1-5、样本自动分类; S1-6、重复步骤S1-1至S1-5,提取特征参数并自动分类,以构建育肥猪三维点云数据库; 无线数据传输模块:将体重信息上传至云服务器,并等待接受分栏指令; 云服务器:比较体重信息与分群中值,将判断结果发送给分栏设备模块; 分栏设备模块:基于生猪体重数据结果,选择开放多通道中的对应分栏口,完成生猪智能化分栏。
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