[0001] 本实用新型涉及奶牛健康检测技术领域，尤其涉及一种基于图像识别的奶牛体况评分装置。

[0002] 奶牛体况评分(Body Condition Score，BCS)是对奶牛体脂沉积情况，也就是膘情进行分级评分。现有体况评分体系需要人为评定，评分标准通常为5分制，并以0.25分为步进。

[0003] 具体地，体况评分主要分以下几步进行：

[0004] 第一步，确定锁骨和坐骨之间的角度，从侧视估测锁骨和坐骨之间的角度，髋关节作为参考点，确定体况在3分及以下(V型角度)或3分以上(U型角度)；

[0005] 第二步，评定3分或2.75分及以下，观察锁骨轮廓，圆形锁骨为3分，菱形锁骨为2.75分及以下；

[0006] 第三步，评定2.75分及以下，观察坐骨轮廓，坐骨角度平滑，确定体况为2.75分，菱形坐骨为2.5分及以下；

[0007] 第四步，评定2.5分及以下，进一步触摸坐骨，脂肪明显为2.5分，无脂肪为2.25分及以下；

[0008] 第五步，确定2.25分及2分，观察短肋和脊骨，估测短肋末端边缘到脊骨的距离，距离在1/2位置上为2.25分，3/4位置处为2分；

[0009] 第六步，评定2分以下，观察脊骨及肋骨，牙型脊骨和肋骨，髋关节突出为2分以下；

[0010] 第七步，评定3.25分及以上，观察尾骨韧带及荐骨韧带，都能看到为3.25分，能看到荐骨韧带不能看到尾骨韧带为3.5分，两个韧带几乎都不可见为3.75分，都看不见为4分及以上；

[0011] 第八步，评定4分及以上，观察髋关节、短肋、坐骨和锁骨的脂肪覆盖程度，髋关节平整、能看见短肋末端为4分，几乎看不见短肋末端为4.25分，看不见软肋末端且看不到坐骨为4.5分，锁骨也看不到为4.75分，所有的骨头突出点均看不到为5分。

[0012] 现有技术中奶牛的体况评分结果对奶牛饲养管理、奶牛营养与繁殖有重要的指导意义。但现阶段牧场对奶牛体况评分的实施措施基本为人工目测，效率不高且所得到的结果主观性太强；此外，不同牧场所得结果受评价人评价水平影响较大。

[0013] 目前，针对现有技术中人工对奶牛体况评分效率不高以及主观性太强的问题，尚未提出有效的解决方案。实用新型内容

[0014] 本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供了一种基于图像识别的奶牛体况评分装置，以至少解决现有技术中现有技术中人工对奶牛体况评分效率不高以及主观性太强的问题。

[0015] 为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于图像识别的奶牛体况评分装置，包括：

[0016] 架单元；

[0017] 红外单元，所述红外单元设置于所述架单元的第二端，用于检测奶牛是否进入所述架单元；

[0018] 识别单元，所述识别单元设置于所述架单元的第一端，并与所述红外单元连接，用于识别奶牛的电子耳标；

[0019] 图像采集单元，所述图像采集单元设置于所述架单元，并分别与所述红外单元、所述识别单元连接；

[0020] 高压冲洗单元，所述高压冲洗单元设置于所述架单元的第一端，并与所述红外单元连接；

[0021] 控制显示单元，所述控制显示单元分别与所述识别单元、所述图像采集单元连接。

[0022] 进一步地，所述图像采集单元包括：

[0023] 若干图像采集元件，若干所述图像采集元件间隔地设置于所述架单元，并分别与所述控制显示单元连接，且与所述红外单元和/或所述识别单元连接，用于获取所述奶牛的图像信息。

[0024] 进一步地，所述图像采集元件包括：

[0025] 安装结构，所述安装结构的第一端与所述架单元连接；

[0026] 摄像结构，所述摄像结构设置于所述安装结构的第二端，并与所述控制显示单元连接，且与所述红外单元或所述识别单元连接。

[0027] 进一步地，所述红外单元包括：

[0028] 发射元件，所述发射元件设置于所述架单元的第二端的一侧；

[0029] 接收元件，所述接收元件设置于所述架单元的第二端的另一侧，并与所述发射元件相对应布置，并分别与所述识别单元、所述图像采集单元连接。

[0030] 进一步地，所述识别单元包括：

[0031] 收发元件，所述收发元件设置于所述架单元；

[0032] 数据处理元件，所述数据处理元件设置于所述架单元，并与所述收发元件连接。

[0033] 进一步地，所述高压冲洗单元包括：

[0034] 泵元件，所述泵元件设置于所述架单元的第一端，并与所述红外单元连接；

[0035] 管道元件，所述管道元件的第一端与所述泵元件连接；

[0036] 喷头元件，所述喷头元件设置于所述架单元的第二端，并与所述管道元件的第二端连接。

[0037] 进一步地，所述控制显示元件包括：

[0038] 控制元件，所述控制元件分别与所述识别单元、所述图像采集单元连接；

[0039] 显示元件，所述显示元件与所述控制元件连接。

[0040] 进一步地，还包括：

[0041] 拦截单元，所述拦截单元滑动地设置于所述架单元的第一端，用于拦截所述奶牛。

[0042] 进一步地，所述架单元还包括：

[0043] 两滑槽元件，两所述滑槽元件对应设置于所述架单元的第一端的两侧；

[0044] 两防尘元件，两所述防尘元件对应设置于两所述滑槽的开口。

[0045] 进一步地，所述拦截单元包括：

[0046] 两驱动元件，两所述驱动元件分别设置于所述架单元的第一端的两侧；

[0047] 拦截元件，所述拦截元件的两端分别与两所述驱动元件的输出轴连接，用于拦截所述奶牛。

[0048] 进一步地，所述拦截单元还包括：

[0049] 缓冲元件，所述缓冲元件覆设于所述拦截元件的表面。

[0050] 进一步地，所述架单元还包括：

[0051] 若干滚轮元件，若干所述滚轮元件对应设置于所述架单元的四角位置。

[0052] 本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

[0053] 本实用新型的一种基于图像识别的奶牛体况评分装置，通过识别单元、红外单元、图像采集单元、高压冲洗单元以及控制显示单元，能够获取奶牛的各个部位的图像信息，然后控制显示单元对图像信息进行比对后对奶牛进行体况评分，解决了现有技术中人工对奶牛体况评分效率不高以及主观性太强的问题，实现了对奶牛进行无感评分。

[0072] 为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“垂直的”、“水平的”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本实用新型不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

[0073] 实施例1

[0074] 如图1～3所示，本实施例的一种基于图像识别的奶牛体况评分装置，包括架单元100、红外单元200、识别单元300、图像采集单元400、高压冲洗单元500以及控制显示单元
600。其中，架单元100可以放置于牛只挤奶通道或回牛通道；红外单元200设置于架单元100的第二端，用于检测奶牛是否进入架单元100；识别单元300设置于架单元100的第一端，并与红外单元200连接(联动连接)，用于在奶牛穿过红外单元200的情况下识别奶牛的电子耳标；图像采集单元400设置于架单元100，并分别与红外单元200、识别单元300连接(联动连接)，用于在红外单元200检测到奶牛进入到架单元100以及识别单元300识别到奶牛的电子耳标的情况下，获取奶牛的图像信息；高压冲洗单元500设置于架单元100的第一端，并与红外单元200连接(联动连接)，用于在红外单元200检测到奶牛的情况下，冲洗奶牛，使奶牛的脂肪发生凹陷以检测奶牛的脂肪厚度；控制显示单元600分别与识别单元300、图像采集单元400连接(线缆连接或无线连接)，用于获取图像采集单元400发送的图像信息，并对图像信息进行比对分析以获取奶牛的体况评分。

[0075] 其中，架单元100由若干连接杆组合而成，且架单元100整体呈长方体形。

[0076] 在其中的一些实施例中，架单元100可以由金属材料制成，如铝合金；架单元100还可以由非金属材料制成，如木头。

[0077] 优选地，架单元100由木头制成。

[0078] 其中，在红外单元200检测到奶牛进入到架单元100的情况下，识别单元300和图像采集单元400同时开启，然后识别单元300识别奶牛的电子耳标，图像采集单元400获取奶牛的图像信息。

[0079] 其中，在识别单元300识别到电子耳标且图像采集单元400获取到奶牛的图像信息的情况下，识别单元300将识别结果发送到控制显示单元600，图像采集单元400发送图像信息到控制显示单元600，然后控制显示单元600将识别单元300的识别结果与图像采集单元400获取的图像信息进行配对。

[0080] 其中，识别单元300为耳标识别器。

[0081] 例如，识别单元300为基于RFID的读写器，电子耳标为基于RFID的电子标签。

[0082] 在其中的一些实施例中，图像采集单元400主要用于获取奶牛的尾部、腹部、背部、颈部以及侧半身的图像信息。

[0083] 其中，高压冲洗单元500用于冲洗奶牛，使奶牛脂肪向下凹陷，然后图像采集单元400获取奶牛脂肪发生凹陷的图片信息，以使控制显示单元600通过奶牛脂肪向下凹陷的程度估测奶牛皮下脂肪厚度。

[0084] 其中，控制显示单元600可以设置于架单元100，也可以设置于室内，以便于工作人员实时观察。

[0085] 如图2所示，红外单元200包括发射元件210和接收元件220。其中，发射元件210设置于架单元100的第二端的一侧，用于发出红外光线；接收元件220设置于架单元100的第二端的另一侧，并分别与识别单元300和图像采集单元400连接，用于获取发射元件210发射的红外光线，并在不能获取到红外光线的情况下，分别向识别单元300和图像采集单元400发送信号，以使识别单元300开启以识别奶牛的电子耳标，并使图像采集单元400开启以获取奶牛的图像信息。

[0086] 其中，发射元件210为红外线发射器，接收元件220为红外线接收器。

[0087] 其中，接收元件220未接收到红外线用于指示奶牛已经在进入架单元100，从而阻碍红外线的传播。

[0088] 如图3所示，识别单元300包括收发元件310和数据处理元件320。其中，收发元件310设置于架单元100，用于获取电子耳标发送的标签信息；数据处理元件320设置于架单元
100，并与收发元件310连接，用于解码标签信息以获取奶牛序号，并将奶牛序号发送到控制显示单元600。

[0089] 其中，收发元件310为收发天线，数据处理元件320为微处理器。

[0090] 如图2所示，图像采集单元400包括若干图像采集元件410，若干图像采集元件410间隔地设置于架单元100的第一端和架单元100的第二端，并分别与控制显示单元600连接(无线通信连接、线缆连接)，且与红外单元200和/或识别单元300连接，用于获取奶牛的颈部、腹部、背部、尾部以及侧半身的图像信息。

[0091] 具体地，设置于架单元100的第一端的图像采集元件410与接收元件220连接，用于在接收元件220未接收到发射元件210发射的红外线的情况下，拍摄奶牛颈部的图像信息；设置于架单元100的第二端的图像采集元件410与数据处理元件320联动连接，用于在数据处理元件320通过收发元件310检测到奶牛的电子耳标的情况下，拍摄奶牛腹部、尾部以及侧半身的图像信息。

[0092] 其中，在图像采集元件410获取到奶牛的图像信息之后，图像采集元件410将图像信息发送到控制显示单元600，以使控制显示单元600根据图像信息对奶牛进行体况评分。

[0093] 在其中的一些实施例中，设置于架单元100的第一端的图像采集元件410和设置于架单元100的第二端的图像采集元件410均至少为两个。

[0094] 在其中的一些实施例中，图像采集元件410为四个，且分别为第一图像采集元件、第二图像采集元件、第三图像采集元件以及第四图像采集元件。其中，第一图像采集元件设置于架单元100的第一端顶部，并朝向架单元100的第二端的下侧设置，且与红外单元200连接，用于获取奶牛颈部的图像信息；第二图像采集元件设置于架单元100的第一端靠近第二端的一侧，并朝向架单元100的内部设置，且与红外单元200连接，用于获取奶牛颈部的背部、腹部的图像信息；第三图像采集元件设置于架单元100的第二端的侧部，并朝向架单元100的内部设置，且与识别单元300连接，用于获取奶牛的臀部以及尾部的图像信息；第四图像采集元件设置于架单元100的第二端的顶部，并朝向架单元100的第一端设置，用于获取奶牛的侧半身图像信息。

[0095] 具体地，在红外单元200检测到奶牛进入到架单元100的情况下，第一图像采集元件和第二图像采集元件开启以获取奶牛的颈部图像信息，并在奶牛完全进入到架单元100的情况下，第二图像采集元件获取奶牛的腹部图像信息，然后第一图像采集元件和第二图像采集元件将颈部图像信息和腹部图像信息发送到控制显示单元600；在识别单元300检测到奶牛的电子耳标的情况下，第三图像采集元件获取奶牛的尾部图像信息，第四图像采集元件获取奶牛的侧半身图像信息，并将尾部图像信息和侧半身图像信息发送到控制显示单元600。

[0096] 其中，控制显示单元600可以通过侧半身图像信息，估测锁骨和坐骨之间的角度，确定奶牛锁骨和坐骨之间呈V形角度或U形角度；通过颈部图像信息观察锁骨轮廓，确定锁骨轮廓是圆形还是菱形；通过尾部图像信息观察坐骨轮廓以及角度；通过臀部图像信息观察坐骨上脂肪的凹陷程度，确定坐骨上的脂肪是否明显；通过腹部图像信息估测短肋末端边缘到脊骨的距离，并能够观察脊骨、肋骨，确定脊骨和肋骨是否为牙形以及髋关节是否凸出；再通过尾部图像信息观察是否能够看到尾骨韧带和荐股韧带；最后通过尾部图像信息、颈部图像信息以及腹部图像信息观察髋关节、短肋、坐骨和锁骨的脂肪凹陷程度以及覆盖程度。

[0097] 如图4所示，图像采集元件410包括安装结构411和摄像结构412。其中，安装结构411的第一端与架单元100连接；摄像结构412设置于安装结构411的第二端，并与控制显示单元600连接，且与红外单元200或识别单元300连接，用于获取奶牛的图像信息。

[0098] 其中，安装结构411为安装支架，安装结构411与架单元100可以为固定连接，也可以为可拆卸连接。

[0099] 优选地，安装结构411与架单元100为可拆卸连接，以便于调节安装结构411的角度或更换安装结构411。

[0100] 其中，安装结构411与架单元100的连接方式包括但不限于螺栓连接、卡扣连接。

[0101] 在其中的一些实施例中，安装结构411可以由金属材料制成，如铝合金；也可以由非金属材料制成，如塑料。

[0102] 其中，摄像结构412与安装结构411可以为固定连接，也可以为可拆卸连接。

[0103] 优选地，摄像结构412与安装结构411为可拆卸连接，以便于维修更换摄像结构412。

[0104] 其中，摄像结构412包括但不限于高清摄像头。

[0105] 如图5所示，高压冲洗单元500包括泵元件510、管道元件520以及喷头元件530。其中，泵元件510设置于架单元100的第一端，并与红外单元200连接，用于在红外单元200检测到奶牛进入到架单元100的情况下开启；管道元件520的第一端与泵元件510连接；喷头元件530设置于架单元100的第二端，并与管道元件520的第二端连接，用于获取管道元件520输送的清水。

[0106] 具体地，泵元件510与接收元件220连接。

[0107] 具体地，在接收元件220不能获取到发射元件210发射的红外线的情况下，接收元件220向泵元件510发送信号，然后泵元件510开启，并通过管道元件520向喷头元件530输送水，然后冲击奶牛侧半身，以使奶牛的脂肪发生凹陷，继而使图像采集元件410获取脂肪发生凹陷的图像信息。

[0108] 在其中的一些实施例中，喷头元件530与第三图像采集元件位于同一侧，以使第三图像采集元件配合喷头元件530获取奶牛臀部脂肪发生凹陷的臀部图像信息。

[0109] 其中，泵元件510为高压水泵，管道元件520为水管。

[0110] 如图3所示，控制显示单元600包括控制元件610和显示元件620，控制元件610分别与识别单元300、图像采集单元400连接，用于获取识别单元300发送的奶牛序号和图像采集单元400发送的图像信息，并基于内置的程序对图像信息进行比对判断，生成体况评分，并将体况评分与奶牛序号相配对；显示元件620与控制元件610连接，用于显示奶牛序号和/或体况评分。

[0111] 具体地，控制元件610分别与数据处理元件320、摄像结构412连接。

[0112] 在其中的一些实施例中，控制元件610包括但不限于可编程控制器、服务器。

[0113] 在其中的一些实施例中，显示元件620包括但不限于LED显示屏。

[0114] 本实施例的工作原理如下：

[0115] 将架单元100放置于牛只挤奶通道或回牛通道；

[0116] 在奶牛进入到架单元100的情况下，若接收元件220无法接收到发射元件210发送的红外线，接收元件220向位于架单元100第一端的图像采集元件410发送信号；

[0117] 位于架单元100第一端的图像采集元件410获取奶牛的颈部图像信息，并在接收元件220能够接收到发射元件210发送的红外线的情况下，位于架单元100第一端的图像采集元件410获取奶牛的腹部图像信息；

[0118] 在识别单元300识别到奶牛的电子耳标的情况下，识别单元300向位于架单元100第二端的图像采集元件410发送信号，以使位于架单元100第二端的图像采集元件410采集奶牛的尾部图像信息和侧半身图像信息。

[0119] 图像采集元件410将采集到的颈部图像信息、腹部图像信息、尾部图像信息以及侧半身图像信息发送到控制显示单元600；

[0120] 控制显示单元600通过数据库比对，输出BCS结果，并将BCS结果发送到牛只管理系统。

[0121] 本实用新型的奶牛体况评分装置能够有效减少体况评分标准的主观性，增加体况评分的作用，减少牛只应激。

[0122] 实施例2

[0123] 本实施例为实施例1的一个变形实施例。

[0124] 如图6所示，本实施例的一种基于图像识别的奶牛体况评分装置包括架单元100、红外单元200、识别单元300、图像采集单元400、高压冲洗单元500、控制显示单元600以及拦截单元700。拦截单元700设置于架单元100的第一端，并与控制显示单元600连接，用于拦截奶牛，以便于图像采集单元400采集奶牛的图像信息。

[0125] 具体地，在控制显示单元600未获取到图像采集单元400发送的图像信息的情况下，控制显示单元600控制拦截单元700上升对奶牛进行拦截，避免奶牛冲出架单元100；在控制显示单元600获取到的图像采集单元400发送的图像信息模糊而无法获取比对分数的情况下，控制显示单元600控制拦截单元700上升以拦截奶牛，使图像采集单元400重新获取奶牛的图像信息；在控制显示单元600获取到图像采集单元400发送的图像信息的情况下，若控制显示单元600对图像信息比对完成之后，控制显示单元600控制开启拦截单元700，以使奶牛通过。

[0126] 其中，红外单元200、识别单元300、图像采集单元400、高压冲洗单元500以及控制显示单元600的结构和连接关系同实施例1相同，在此不在赘述。

[0127] 如图7～8所示，架单元100包括两滑槽110和两防尘元件120，两滑槽110对应设置于架单元100的第一端的两侧；两防尘元件120对应设置于两滑槽110的开口，用于避免尘土进入到滑槽110的内部。

[0128] 其中，滑槽110开设于架单元100的第一端的连接杆的下端，且与连接杆的外部连通。

[0129] 其中，两滑槽110的开口相对布置。

[0130] 其中，防尘元件120为毛刷层。

[0131] 在其中的一些实施例中，如图6所示，架单元100还包括四滚轮元件130，四滚轮元件130对应设置于架单元100的四角位置，用于便于移动架单元100。

[0132] 如图9～10所示，拦截单元700包括两驱动元件710和拦截元件720。其中，两驱动元件710对应设置于两滑槽110的内部；拦截元件720的两端分别与两驱动元件710的输出轴连接，用于在两个驱动元件710的驱动下上升或下降，以拦截或释放奶牛。

[0133] 其中，驱动元件710为伸缩件，驱动元件710包括但不限于电动推杆、气缸、电动缸。

[0134] 其中，拦截元件720拦截杆或拦截板。

[0135] 进一步地，为了防止对拦截元件720对奶牛造成伤害，拦截单元700包括缓冲元件730，缓冲元件730覆设于拦截元件720的表面。

[0136] 其中，缓冲元件730由橡胶制成。

[0137] 具体地，在控制元件610获取到图像采集元件410采集的图像信息，并生成体况评分的情况下，控制元件610控制驱动元件710收缩以使拦截元件720向下移动，以使奶牛通过；在控制元件610未获取到图像采集元件410采集的图像信息的情况下，控制元件610控制驱动元件710延伸以使拦截元件720向上移动，以阻拦奶牛，直至控制元件610获取到图像采集元件410采集的图像信息，并生成体况评分。

[0138] 在其中的一些实施例中，在控制元件610获取到图像信息模糊而无法生成体况评分的情况下，控制元件610控制驱动元件710延伸以使拦截元件720向上移动，以拦截奶牛，然后控制元件610控制图像采集元件410重新获取图像信息，并根据重新获取的图像信息生成体况评分。

[0139] 以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0140] 以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。