[0001] 本发明涉及羊只分栏领域，尤其是涉及一种羊只分栏系统。

[0002] 在畜牧养殖生产过程中，家畜轮牧、转场、补饲、疫病防治及出栏销售等管理环节都需要对牲畜进行分群和计数。在规模化养羊场中，不仅大量羊只的称重是重要的日常工作，分群也是极为重要的管理手段。一方面，为了使羊只均衡地健康生长，称重分群是必须的操作步骤，如果一群羊中羊只体重悬殊过大，必定会有成为被“欺负”的弱势羊只，采食、活动等都会受到影响，造成严重的两极分化现象，小羊不能正常生长，甚至被淘汰，不仅影响出栏率，而且极大地降低了饲料利用率。另一方面，对羊群定期称重，可以掌握羊群的生长发育情况，了解羊群的采食及消化机能是否正常，饲料的营养价值标准是否达到羊群所需的营养标准，从而能及时调整饲料配方，改善饲养管理，做到商品羊按时出栏，种羊按时配种。因此，在羊只入栏时应选择重量相近、个体相差不大、强弱相仿的羊只同栏，不仅能够提高饲料利用价值，增加牧场效益，还可为后期饲养维护、打育苗配种和科学管理提供方便。但传统的分群方法是通过人工抓捕进行分群，对于规模化养殖，羊只数量较大的牧场，不仅费时费力，分群耗时长，成本高，且极易造成羊只受伤，记录不便而且不准确。

[0003] 随着畜牧业的发展和高科技应用领域的扩大，国外已将高科技应用到畜牧业中，并取得了显著成效，生产出了较为先进的智能化称重分群设备。而国内的羊场大多还停留在较为简易的称盘式称重装置，由人工进行开门、关门操作，强制羊的进出，效率虽比人工称重有了较大的提高，但仍需多人操作，羊仍易受到伤害。

[0022] 下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0023] 方法实施例

[0024] 根据本发明实施例，提供了一种羊只分栏系统，图1是本发明实施例的羊只分栏系统的示意图，如图1所示，具体包括：

[0025] 称重模块、体尺测量模块、气动模块、分群门和控制模块；

[0026] 称重模块，用于称量羊只的重量得到重量信号，将重量信号发送到控制模块；

[0027] 体尺测量模块，用于测量羊只的体尺得到体尺信号，将体尺信号发送到控制模块；

[0028] 控制模块，用于接收重量信号和体尺信号，基于重量信号和体尺信号发送控制信号到气动模块；

[0029] 气动模块，用于接收控制信号，基于控制信号控制分群门的开闭。

[0030] 称重模块包括：称重平台、压力传感器、移动式围栏和称重控制仪表，压力传感器安装于称重平台下，移动式围栏安装于称重平台两侧，称重控制仪表与压力传感器连接，用于将压力传感器的数据转换为体重。

[0031] 称重模块还包括：羊身份识别模块，用于识别羊的身份信息并发送到控制模块，所述控制模块包括：显示屏，所述显示屏用于显示羊的信息。

[0032] 体尺测量模块包括：采集模块，用于采集羊上方和两侧的图像数据，测量模型，用于基于图像数据计算羊只的体尺参数。

[0033] 气动模块包括：气缸、气泵、电磁阀、调压阀和调速阀，电磁阀用于控制是否通电，调压阀用于控制气缸压力，调速阀用于对开关门的速度进行调控；

[0034] 羊身份识别模块包括：CM‑DKQ电子耳标识别器和485模块，所述CM‑DKQ电子耳标识别器识别羊只的身份信息后通过485模块传输到控制模块。

[0035] 测量模型具体用于：对羊只图像进行预处理，对预处理后的羊只图像去除羊图像的背景信息，去除羊图像的背景信息后使用中值滤波的方法去噪，对去噪过的羊图像进行分割和轮廓提取，通过超像素分割方法对羊图像进行分割之后使用AI人工智能算法对羊轮廓进行提取，然后绘制出羊包络线，找出羊包络线与轮廓线的重合点之后进而提取出羊体尺测量所需体测点，通过体测点计算出羊的十字部高、体斜长和胸深。

[0036] 系统还包括：体温测量模块，用于对羊表面温度进行检测，检测出羊的体温。

[0037] 控制模块采用工业计算机。

[0038] 称重控制仪表为BMCY。

[0039] 具体实施方法如下：设备包含:称重装置、体尺测量装置、体温检测仪、气动系统、分群门、自动控制系统。系统原理：

[0040] 电子称重、按体重数据大小分群；摄像头多角度采集图像，每套系统4个摄像头4个角度采集，采用集成化数据采集板卡；

[0041] 实现系统设备连接管理生号自动识别与数据采集控制；设定帧率同步采集彩色图像序列、深度图像序列同时将数据存储到本地工控机：设计多线程数据传输，将数据以另一个线程传输到数据中心服务器。

[0042] 图2是本发明实施例的羊只分栏系统的体尺测量示意图；

[0043] 体尺分析管理系统对照片，进行体尺分析，体斜长、体高、胸深、十字部高。在智能称重围栏和分群门的控制下，单只羊进入体尺测量通道；自由通过测量通道，[0044] 计算机驱动工业拍照摄像头智能拍照，照片通过无线网上传到图像分析大数据平台；图像分析完毕，体尺数据通过无线网，回传到工业触屏计算机；

[0045] 采用热成像测温探头对羊的表面温度进行快速无接触检测，找出温度异常的个体，发现温度异常目标之后，再进行进一步专业体温测量。

[0046] 称重装置

[0047] 称重装置是整套设备的中心执行部分，自动控制元件及气动元件都安装在称重台架上，称重体立于控制中心位置。由于羊喜黑暗、怕阳光，喜安静、怕惊吓，所以称重体设计成箱体式，独立安装在称重传感器上，传感器安装在机架底梁上，羊在进入箱体后，扫码器扫锚到耳标，将身份识别信息传到终端显示器，同时将采集到的重量信息进行加权平均，得到较为精准的重量信息，与身份信息对应显示在终端显示器上，并显示相对应的分群栏。联动装置由曲柄连杆机构组成，安装在机架底部，与入口门、出口门连接，由气缸控制各门开关。称重装置包括称重平台、压力传感器(四角承重)、可移动式围栏、称重控制仪表。称重平台使用邦茂XAC‑1称重平台，采用304不锈钢材料制作，耐腐蚀，提高设备使用寿命。称重传感器采用邦茂MTD传感器，10‑200Kg，承重精度要求在1％，不锈钢结构，IP66防护等级，结构稳定，精度高。围栏设计为可移动式，防止牲羊出秤，优质钢板精工焊接，坚固耐用，表面经抛光烤漆处理，抗腐性强。称重控制仪表采用邦茂BMCY，采用Cortex M3内核的32位ARM处理器及高精度Σ‑△A/D转换器件，对重量信号进行转换显示，最高可达200次/秒的转换速度，适用于各种高速度与高精度称重要求的控制场合。

[0048] 利用AI图像融合和三维点云计算技术，实现对羊体尺非接触式的智能采集。AI羊体尺自动测量系统自动采集羊上方和两侧的图像数据，构建羊只体尺三维测量模型，计算体尺参数包括十字部高、体斜长、胸深。体尺测量装置包括体尺测量通道、体尺测量光幕、高清数码相机、相机智能支架。

[0049] 体温检测仪采用的是热成像测温技术，是对羊表面温度进行快速无接触检测，找出温度异常的个体，发现温度异常目标之后，再进行进一步专业体温测量。通过对累积的测温数据及其数据规律的分析，得出羊体温检测数据环境模型，根据环境因素改变自动改进测温算法，进而精确羊体温数据。

[0050] 气动系统主要由气泵、气缸、电磁阀、调压阀、调速阀等气动元器件组成，系统通过电磁阀与自动控制系统连接，通过气缸与执行件(联动装置)连接，在控制中心的指令下带动曲柄转动，直接控制各门的开、合，动作快速、平稳，保证了整套设备的高效运行。本次装置设计的羊只称重分栏系统中，需要用到的气缸主要用来控制4个门的打开与关闭，并且其作用的长度约为200mm，故选用的气缸是迷你气缸MAC2x200SCA，可调缓冲型，作往复直线运动，一端活塞杆连接系统的各个门，另一端使其固定，通过空气压缩器向气缸内充气使筒内产生气压，从而推动筒内活塞向外伸出或向内缩回；电磁阀主要功能是通过是否通电来控制气缸的运动，主要需考虑电磁阀电压(24V)，故选用的电磁阀为二位五通电磁阀(4V210‑06‑BDC24V)，P孔进气口，A和B两孔为出气口，电磁阀的通断来控制气缸的伸出与缩回。与电动执行机构相比，气缸的工作速度快，且气缸在恶劣条件下工作可靠并且能在高低温环境下正常工作，具有防尘、防水的能力。操作简单，无需定期维护。速度控制通过缸筒两端的节流阀达到控制缸膨胀速度。

[0051] 在整个羊只自动称重分栏系统中，其入口门、阻隔门和分栏门都由气缸驱动，实现打开与闭合，因此设计气动控制原理图是必要的。首先需要通过空气压缩机和气动过滤三联件给气，经过两位三通电磁阀实现总路的自动控制，再分别由4个两位五通电磁阀自动控制气缸的伸缩长度(其中节流调速阀用于对开关门的速度进行调控)，从而带动相应门的开关。

[0052] 图4是本发明实施例的羊只分栏系统的控制系统示意图；

[0053] 分群栏主要由多个栅栏组成，对应各分群门分隔出相对独立的区域，不同重量的羊进入不同的区域，保证分群的精确性。

[0054] 自动控制系统是整机的调控中心，主要分为7个单元，即显示与操作单元、主控与存储单元、气阀门控制单元、羊称重单元、羊体尺测量单元、羊体温测量单元、羊身份识别单元。

[0055] 显示与操作单元

[0056] 显示与操作单元采用12寸工业触屏计算机，CPU：i5 6200U，内存：8G固态硬盘：64G串口：3(COM1和COM2 RS485和RS232互调，3KV隔离)2网口，全屏显示(防尘)，铝合金外壳(散热效果好)。

[0057] 2)主控与存储单元主控制器选择CM‑KZX，主要完成的功能有2种：①存储测量数据，如可以将测量的数据打包存储，测量之后的某一时刻可以进行调取；也可在其他的平台如PC机上进行查看。②在发生故障的情况下，进行数据存储。若系统因断电等故障停止运行，可以将最后测量数据进行存储，在系统恢复后重新加载。

[0058] 3)羊称重单元

[0059] 羊称重单元主要包括压力传感器(四角承重)和ADC模块。压力传感器承重范围为10～200kg。由于系统对承重精度要求在1％以下，所以需要外置ADC，采样位数应在12位以上。

[0060] 图3是本发明实施例的羊只分栏系统的气动控制示意图；

[0061] 气门控制单元

[0062] 气门控制单元需要另置电源，气阀电源和控制信号电源需进行有效隔离。除了进行信号隔离外，信号通过总线进行传输，辅助控制器从总线读取主控制发送来的控制信号，信号经过光耦隔离送到继电器，继电器控制气阀的电源。

[0063] 羊身份识别单元

[0064] 羊身份识别单元采用昌茂CM‑DKQ电子耳标识别器，当有耳标通过射频识别范围的时候，对耳标内的EEPROM数据进行读取，并和辅助存储器存储的ID信息进行对比，将结果通过485模块传送给主控制器。此单元软件上应设计录入机制。在使用前，可以录入每个耳标的信息。

[0065] 羊体尺测量单元

[0066] 采用的限制性空间进行体尺测量，测量体尺值包括十字部高、体斜长、胸深，使用四个高清数码相机，多方位采集羊图片，首先对羊图像进行预处理，应用算术运算的方法去除羊图像的背景信息，使用中值滤波的方法去噪，以提高羊轮廓提取的准确度。其次对处理过的羊图像进行分割和轮廓提取，通过超像素分割方法对羊图像进行分割之后使用AI人工智能算法对羊轮廓进行提取。然后绘制出羊包络线，找出其与轮廓线的重合点之后进而提取出羊体尺测量所需体测点。最后通过体测点计算出羊的十字部高、体斜长、胸深。

[0067] 羊体温测量单元

[0068] 通过在围栏安装部署红外测温仪，在羊通过时，由红外测温仪分别采集其体温，通过大数据结构分析测温数据，实现精确的温度拟合，实现温度的矫正。

[0069] 本发明可以实现羊的分栏，采用自动化分栏可以实现效率的提升。

[0070] 本发明实施例是与上述方法实施例对应的系统实施例，各个模块的具体操作可以参照方法实施例的描述进行理解，在此不再赘述。

[0071] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换本发明各实施例技术方案，并不使相应技术方案的本质脱离本方案的范围。