养殖场疾控管理系统及其应用的管理装置与巡查机器人
阅读说明：本技术 养殖场疾控管理系统及其应用的管理装置与巡查机器人 (Plant disease control management system and management device and inspection robot applied to same ) 是由 刘丹 于 2018-06-08 设计创作，主要内容包括：本发明提供养殖场疾控管理系统及其应用的管理装置与巡查机器人。本发明的技术方案,通过接收养殖场内各牲畜的热图像及彩色图像,并从所述热图像及彩色图像中识别出各牲畜的种类和体温信息,然后与所述预存的同类牲畜的各项体温信息加以比对,从而根据比对结果判断各牲畜是否患有某种疾病或是否处于某种疾病的潜伏期,全程无需工作人员亲临现场,大大提高了养殖场的监管效率,有利于及时发现患病牲畜,降低养殖场的经济损失。(The invention provides a farm disease control management system, a management device and an inspection robot applied to the farm disease control management system. According to the technical scheme, the thermal images and the color images of the livestock in the farm are received, the types and the body temperature information of the livestock are identified from the thermal images and the color images, and then the types and the body temperature information of the livestock are compared with the prestored body temperature information of the livestock of the same type, so that whether the livestock have a certain disease or are in the incubation period of the certain disease is judged according to the comparison result, workers do not need to visit the farm in the whole process, the supervision efficiency of the farm is greatly improved, the diseased livestock can be found in time, and the economic loss of the farm is reduced.)
技术领域
本发明涉及养殖场管理技术领域，特别是涉及养殖场疾控管理系统及其应用的管理装置与巡查机器人。
背景技术
所有恒温动物的体温一般情况下都可以反应该个体的健康状况，对于某一类动物，其很多疾病尤其是传染病，体温异常往往比其他症状出现的更早，在疾病潜伏期的时候，就可以对比该疾病的体温模型来判断某一个体是否患病。尽早发现患病个体并尽快采取隔离措施，有助于避免疾病传染的大范围爆发，可有效降低畜牧养殖场的损失。
目前，畜牧养殖场测量动物体温的方式通常为接触式体温计测量，或是手持单点温度检测仪测量。然而，对于规模庞大的养殖场来说，以上测量方法效率低下、监测力度差，且人力负担过重。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供养殖场疾控管理系统及其应用的管理装置与巡查机器人，用于解决现有技术中畜牧养殖场测量动物体温的方式落后，无法及时发现健康异常的牲畜的技术问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种养殖场疾控管理方法，应用于预存各类牲畜的多种疾病类型及每种疾病类型所对应的体温信息的装置；所述方法包括：接收养殖场内各牲畜的热图像及彩色图像；从所述热图像及彩色图像中识别出各牲畜的种类和体温信息，并与所述预存的同类牲畜的各项体温信息加以比对；根据比对结果判断各牲畜是否患有某种疾病或是否处于某种疾病的潜伏期。
于本发明一实施例中，所述方法还包括：生成巡查指令，并发送至与所述装置通信连接的养殖场巡查机器人，以供所述养殖场巡查机器人依所述巡查指令执行巡查任务；其中，所述巡查指令包括：巡查范围、巡查路径、及巡查时间。
于本发明一实施例中，所述方法还包括：接收外部设备发送的查看请求或控制请求；根据所述查看请求向所述外部设备提供查看信息；或根据所述控制请求使所述外部设备控制与所述装置通信连接的养殖场巡查机器人。
于本发明一实施例中，所述装置还预存有若干电池更换点的位置信息；所述方法还包括：接收养殖场巡查机器人发送的当前位置信息及更换电池请求；从预存的若干电池更换点的位置信息中查找距离所述养殖场机器人最近的电池更换点，并将该电池更换点的位置信息发送至所述养殖场巡查机器人。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种养殖场疾控管理装置，包括：通信器、存储器、及处理器；其中，所述通信器，用于接收养殖场内各牲畜的热图像及彩色图像；所述存储器，用于存储各类牲畜的多种疾病类型及每种疾病类型所对应的体温信息；所述处理器，用于从接收的热图像及彩色图像中识别出各牲畜的种类和体温信息，并与所述处理器预存的同类牲畜的各体温信息加以比对，以根据比对结果判断各牲畜是否患有某种疾病或是否处于某种疾病的潜伏期。
于本发明一实施例中，所述处理器还用于：生成机器人巡查指令，并通过所述通信器发送至与所述管理装置通信连接的养殖场巡查机器人，以供所述养殖场巡查机器人依所述巡查指令执行巡查任务；其中，所述巡查指令包括：巡查范围、巡查路径、及巡查时间。
于本发明一实施例中，所述通信器还用于：接收外部设备发送的查看请求或控制请求；所述处理器还用于：根据所述查看请求向所述外部设备提供查看信息；或根据所述控制请求使所述外部设备控制与所述装置通信连接的养殖场巡查机器人。
于本发明一实施例中，所述存储器还预存有若干电池更换点的位置信息；所述通信器还用于：接收养殖场巡查机器人发送的当前位置信息及更换电池请求；所述处理器还用于：从所述处理器预存的若干电池更换点的位置信息中查找距离所述养殖场机器人最近的电池更换点，并通过所述通信器将该电池更换点的位置信息发送至所述养殖场巡查机器人。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种养殖场巡查机器人，包括：机身主体；悬挂系统，设于所述机身主体的两侧，用于实现所述机器人的移动及转向；红外摄像机、云台、可升降推杆、处理器、通信器、及可拆卸电池，分别设于所述机身主体；其中，所述红外摄像机连接于所述云台，能在所述云台的带动下实现转动，用于摄取养殖场内各牲畜的热图像及彩色图像，并发送至所述处理器；所述云台连接于所述可升降推杆的顶端，能在所述可升降推杆的带动下实现竖直方向上的移动；所述通信器，用于将所述处理器获得的热图像及彩色图像发送至外部设备，以供所述外部设备判断所述养殖场内各牲畜的健康状况；所述处理器，用于控制所述悬挂系统、红外摄像机、云台、及可升降推杆；所述可拆卸电池，用于为所述机器人供电。
于本发明一实施例中，所述红外摄像机至少包括：全彩摄影镜头、及热成像镜头、及通信接口，可选择地包括工作状态指示灯。
于本发明一实施例中，所述机器人还包括：视觉传感器，设于所述机身主体的前侧且与连接于所述处理器，用于检测前方是否存在障碍物。
于本发明一实施例中，所述通信器还用于：接收外部控制指令；所述处理器还用于：根据所述外部控制指令控制所述机器人执行巡查任务。
于本发明一实施例中，所述处理器还用于：监测所述可拆卸电池的剩余电量，并在剩余电量低于预设阈值时令所述通信器向外部设备发送当前位置信息及更换电池请求；以及通过所述通信器接收由外部设备发送的电池更换点的位置信息，并控制所述机器人前往所述电池更换点。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种养殖场疾控管理系统，包括：如上任一项所述的养殖场疾控管理装置，以及至少一台如上任一项所述的养殖场巡查机器人；其中，所述养殖场疾控管理装置与所述至少一台养殖场巡查机器人通信连接。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种存储介质，其中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载执行时，实现如上任一项所述的养殖场疾控管理方法。
如上所述，本发明的养殖场疾控管理系统及其应用的管理装置与巡查机器人，具有以下有益效果：通过远程控制巡查机器人采集养殖场各牲畜的热图像及彩色图像，提高了对养殖场各牲畜的监控效率；通过养殖场疾控管理装置自动判断养殖场各牲畜的健康状况，有助于及早地发现患病牲畜，并对处于疾病潜伏期的牲畜采取隔离或其他有效措施，从而有效地避免了疾病的传播与扩散，直接降低了养殖场的经济损失。
附图说明
图1显示为本发明一实施例中的养殖场疾控管理系统的应用场景示意图。
图2A显示为本发明一实施例中的养殖场巡查机器人的结构示意图。
图2B显示为本发明一实施例中的红外摄像机的正面结构示意图。
图2C显示为本发明一实施例中的红外摄像机的底面结构示意图。
图3显示为本发明一实施例中的养殖场疾控管理方法的流程示意图。
图4显示为本发明一实施例中的养殖场疾控管理装置的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1，本实施例提供一种养殖场疾控管理系统，其主要包括：养殖场疾控管理装置1，以及与其通信连接的多台养殖场巡查机器人9。于本实施例中，养殖场被提前划分为若干区域，每个区域包括多个牲畜场舍10，如，猪舍、牛舍、鸡舍，等等。每台养殖场巡查机器人9在各自负责的区域内对各牲畜场舍10进行巡查，并通过网络将巡查数据发送至养殖场疾控管理装置1，由装置1负责分析巡查数据以对牲畜的健康状况做出判断。
于本实施例中，养殖场疾控管理装置1与各养殖场巡查机器人9的通信连接通过无线中继器7与工业无线AP 8实现。详细而言，所有养殖场巡查机器人9通过无线网络连接到无线中继器7或工业无线AP 8，无线中继器7以桥接的方式相互连接至工业无线AP 8，工业无线AP 8通过厂区高速光纤连接至养殖场疾控管理装置1。采取该连接方式能有效防止因厂区面积过大而导致的无线网络信号减弱或不稳定的情况。养殖场疾控管理装置1通过网络对各养殖场巡查机器人9进行控制调度，包括：规定巡查路线、分配巡查时间等，以保证巡查效率。
需要说明的是，本实施例的养殖场疾控管理装置1与各养殖场巡查机器人9的通信连接方式是一种优选技术方案，本领域技术人员完全可以根据实际需要设计其他通信连接方式。除此之外，当养殖场的规模较小时也可不对养殖场进行区域划分，仅通过单台养殖场巡查机器人9对养殖场进行巡查。
参阅图1，在另一实施例中，智能手机、平板电脑等移动终端6可通过移动通信基站与3G/4G/5G网络连接至养殖场疾控管理装置1，进而连接至任意养殖场巡查机器人9，以获取养殖场巡查机器人9采集的实时监控画面，或对养殖场巡查机器人9进行远程控制。
参阅图1，在另一实施例中，养殖场疾控管理系统还包括与养殖场疾控管理装置1通过网络连接的服务器3。详细而言，养殖场疾控管理装置1通过路由器2与服务器3实现网络连接，服务器3可以为单台服务器或由多台服务器所组成的服务器组，类型包括但不限于物理服务器、云端服务器等。此时，服务器3用于承担巡查数据的存储任务、分析任务，以减轻养殖场疾控管理装置1的工作压力。其他养殖场的信息管理终端5可连接至服务器3，以从服务器3获取巡查数据、分析结果等信息。另外，农业局等政府监管部门终端4可连接至服务器3，以对服务器3的巡查数据、分析结果等信息进行监管，服务器3也可以在发现牲畜发病时及时通知农业局等政府监管部门终端4、防疫站等，有助于及时有效地采取应对措施，加强养殖场监管。
如图2A所示，显示了一种养殖场巡查机器人的结构示意图。于本实施例中，养殖场巡查机器人为履带式智能机器人，主要由视觉传感器201、悬挂系统202、可拆卸电池203、通信器204、可升降推杆205、云台206、红外摄像机207、机身主体208构成。机身主体208优选地采用不锈钢材料制成。视觉传感器201优选为双目视觉传感器，设于机身主体208的前侧，用于采集前方画面，并检测前方是否存在障碍物。悬挂系统202设于机身主体208的两侧，其两个履带可独立旋转，能够实现前进、倒退、转向等运动。可拆卸电池203位于机身主体208上方靠前位置，约占整个机身主体208顶部三分之二，用于为所述机器人供电。通信器204采用无线通讯天线，其与可升降推杆205同位于机身主体208的顶部，且依次排列于可拆卸电池203的后部。云台206位于可升降推杆205顶端，能在可升降推杆205的带动下实现竖直方向上的上升、下降运动。红外摄像机207采用双频红外热像摄影机，用于摄取养殖场内各牲畜的热图像及彩色图像，其安装于云台206上，能在云台206的带动下实现三轴上的转动。
图2B及图2C分别显示为红外摄像机207的正面、底面结构示意图。详细的，红外摄像机207具有高画质全彩摄影镜头2071、微型热像镜头2072、隐藏式LED指示灯2073、Micro-USB电源接口2074、USB数据传输接口2075、RJ-45以太网络端口2076。高画质全彩摄影镜头2071位于机身主体208正前方上部位置，用于采集前方影像。微型热像镜头2072位于高画质全彩摄影镜头2071下方，用于采集前方物体(各牲畜)红外辐射产生的热图像。隐藏式LED指示灯2073位于微型热像镜头2072的两侧，用于指示红外摄像机207当前的工作状态与数据传输情况。
视觉传感器201、悬挂系统202、可拆卸电池203、通信器204、可升降推杆205、云台206、及红外摄像机207分别与设于机身主体208内的处理器电性连接。所述处理器为包含如MCU、CPU、SoC、PLC、或FPGA，以及存储器(如RAM或ROM)的电子器件，存储器中可存储有计算机程序，所述处理器运行该计算机程序来实现数据处理及对其他各个模块的工作控制。例如，在图1所示的实施例中，通信器204在收到养殖场疾控管理装置1发送的外部控制指令时，所述处理器根据所述外部控制指令控制所述机器人执行巡查任务。又例如，所述处理器实时监测可拆卸电池203的剩余电量，并在剩余电量低于预设阈值时令通信器204向养殖场疾控管理装置1发送机器人当前位置信息及需要更换电池的请求信息；随后，通信器204在接收由养殖场疾控管理装置1发送的电池更换点的位置信息时，所述处理器通过控制悬挂系统202使得所述机器人前往目标电池更换点换取电池。
如图3所示，显示了一种养殖场疾控管理方法，图1所示的养殖场疾控管理装置1或服务器3利用该方法来分析巡查数据，并对牲畜的健康状况做出判断。特别的，此时，养殖场疾控管理装置1或服务器3应预存各类牲畜的多种疾病类型及每种疾病类型所对应的体温信息，具体如表1所示：
表1
于本实施例中，所述方法包括以下步骤：
S31：接收养殖场内各牲畜的热图像及彩色图像。
于图1所示的场景中，养殖场疾控管理装置1接收各养殖场巡查机器人9采集的热图像及彩色图像。当由服务器3执行所述养殖场疾控管理方法时，养殖场疾控管理装置1将接收的热图像及彩色图像转发至服务器3。
S32：从所述热图像及彩色图像中识别出各牲畜的种类和体温信息，并与所述预存的同类牲畜的各项体温信息加以比对。
热图像通常会以不同颜色标注的温度分布，从而构成一幅温度梯度图像。通过颜色和温度的对应表就可以看出目标物体的温度分布。养殖场疾控管理装置1或服务器3利用图像识别技术从彩色图像中识别出各牲畜的种类，如：白皮猪、黑皮猪、奶牛、乌鸡等，并从热图像中识别出牲畜的体温信息，如：单个温度值(X摄氏度)、或温度值区间(X1摄氏度～X2摄氏度)等。假设，当前判断出牲畜类型为白皮猪，体温信息为“X1～X2摄氏度”，则将“X1～X2摄氏度”分别与“A摄氏度～B摄氏度”、“C摄氏度～D摄氏度”、“E摄氏度～F摄氏度”、“G摄氏度～H摄氏度”、“I摄氏度～J摄氏度”进行比对。
S33：根据比对结果判断各牲畜是否患有某种疾病或是否处于某种疾病的潜伏期。
承接上述，分别将“X1～X2摄氏度”与五个不同体温范围“A摄氏度～B摄氏度”、“C摄氏度～D摄氏度”、“E摄氏度～F摄氏度”、“G摄氏度～H摄氏度”、“I摄氏度～J摄氏度”加以匹配，若“X1～X2摄氏度”恰好属于“A摄氏度～B摄氏度”，则判定当前白皮猪正处于猪***疾病的潜伏期，若“X1～X2摄氏度”恰好属于“C摄氏度～D摄氏度”，则判定当前白皮猪正处于猪***疾病的轻度发病期，以此类推。进一步地，若“X1～X2摄氏度”不属于以上五个体温范围的任何一个，则分别求得“X1～X2摄氏度”与这五个体温范围的近似程度。若“X1～X2摄氏度”与“A摄氏度～B摄氏度”的近似程度比“X1～X2摄氏度”与其他四个数值范围的近似程度都大且超过某一预设阈值(如：80％)，则判定当前白皮猪正处于猪***疾病的潜伏期，以此类推。
在另一实施例中，所述方法还包括：生成巡查指令，并发送至养殖场巡查机器人，以供所述养殖场巡查机器人依所述巡查指令执行巡查任务；其中，所述巡查指令包括：巡查范围、巡查路径、及巡查时间。进一步地，所述巡查指令的生成还可在智能手机、平板电脑等移动终端的控制请求下生成，换句话说，于图1所示场景中，养殖场疾控管理装置1可根据移动终端6的控制请求来生成巡查指令，从而实现移动终端6对养殖场巡查机器人9的运动控制，并将养殖场巡查机器人9采集的实时监控画面发送至移动终端6，供其查看。
在另一实施例中，所述方法还包括：接收外部设备发送的查看请求，根据所述查看请求向所述外部设备提供查看信息。于图1所示的场景中，服务器3可在接收由其他养殖场的信息管理终端5、农业局等政府监管部门终端4发送的查看请求时，向其提供巡查数据、分析结果等信息。
在另一实施例中，养殖场疾控管理装置1或服务器3中还预存有若干电池更换点的位置信息。所述方法还包括：接收养殖场巡查机器人发送的当前位置信息及更换电池请求；从预存的若干电池更换点的位置信息中查找距离所述养殖场机器人最近的电池更换点，并将该电池更换点的位置信息发送至所述养殖场巡查机器人，供其前往更换电池。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。基于这样的理解，本发明还提供一种计算机程序产品，包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(如：同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(如：红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(如：软盘、硬盘、磁带)、光介质(如：DVD)、或者半导体介质(如：固态硬盘Solid StateDisk(SSD))等。
如图4所示，本实施例提供一种养殖场疾控管理装置，其包括通过总线44连接的：通信器41、存储器42、及处理器43，其中，通信器41用于实现养殖场疾控管理装置与外部设备的信息传输，比如前述方法实施例中的步骤S31；存储器42用于存储计算机程序，处理器43用于执行存储器42存储的计算机程序，以使养殖场疾控管理装置执行前述方法实施例中的步骤S32及S33等。
上述提到的系统总线可以是外设部件互连标准(PeripheralPomponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(ExtendedIndustryStandardArchitecture，简称EISA)总线等。该系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(例如客户端、读写库和只读库)之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器(RandomAccessMemory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－ProgrammableGateArray，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
综上所述，本发明的养殖场疾控管理系统及其应用的管理装置与巡查机器人，结构简单、成本较低，通过远程控制机器人对养殖场的牲畜进行巡查，避免了传统固定式监控设备大量铺设所需成本，能够自动获取图像并判断牲畜的健康状况，无需使用多套设备进行配合，可满足疾病监控、养殖场监管等需求，有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。