2024-12-21 15:51:00
記者近日獲悉，西北農(nóng)林科技在學(xué)胡建宏教授科研團(tuán)隊(duì)針對牛只進(jìn)食過程中出現(xiàn)的抵料現(xiàn)象，開發(fā)了一種牧場智能推翻草機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了牧場環(huán)境中精準(zhǔn)建圖、自主導(dǎo)航、高效推翻草等任務(wù)，有效提高了牧場飼養(yǎng)牛只的智能化水平。
便攜式牛只表型信息智能感知裝置。(a)整體裝置結(jié)構(gòu)；(b)場景應(yīng)用；(c)用戶交互界面
“該裝置針對牛只表型信息獲取難題，搭建一種便攜式牛只表型信息智能感知裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)牛只的身份信息自動識別和牛只表型信息精準(zhǔn)獲取?！焙ê杲淌诮榻B說。
科研團(tuán)隊(duì)多年來在生物圖像處理、分析與理解理論和方法方面開展研究，在大型動物行為模型和檢測方法研究方面積累了比較豐富的研究經(jīng)驗(yàn)。該裝置創(chuàng)新技術(shù)主要有三個(gè)方面。
非接觸式表型高精度測量。牛只體尺參數(shù)反映了其自身個(gè)體大小和生長發(fā)育情況，同時(shí)也與牛只對環(huán)境的適應(yīng)能力、生產(chǎn)能力和繁殖力等密切相關(guān)。為此，團(tuán)隊(duì)研發(fā)設(shè)計(jì)了一種便攜式牛只表型信息智能感知裝置，操作人員能夠通過操作GUI界面實(shí)現(xiàn)對牛只體尺的測量與記錄，具有便于攜帶、易于操作的特點(diǎn)。研發(fā)的裝置顛覆了傳統(tǒng)“拿眼瞄、靠尺量、用本記”的觀察與記錄方式，極大減少人工操作，降低工作強(qiáng)度，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，有效地提高測量過程的效率和準(zhǔn)確度。
牛只身份信息識別。為解決牛只身份識別任務(wù)中低可識別性和姿態(tài)變化帶來的低魯棒性這一問題，研究通過深入分析牛臉圖像在嵌入空間中的分布規(guī)律，提出了一種牛臉識別方法，利用特征增強(qiáng)模塊有效地增強(qiáng)低識別性牛臉的嵌入。采用特征優(yōu)化模塊，模型訓(xùn)練前期通過子中心使模型專注于學(xué)習(xí)特征表示而不是嵌入聚合，有效降低了學(xué)習(xí)難度；在模型訓(xùn)練中后期通過子中心聚合，實(shí)現(xiàn)了每頭牛的牛臉嵌入的簇 “去姿態(tài)化”，提升了模型在姿態(tài)變化下的識別魯棒性。
智能推翻草機(jī)器人。牛只在進(jìn)食在進(jìn)食過程中存在抵料、打窩現(xiàn)象，這一現(xiàn)象將導(dǎo)致飼料被推向遠(yuǎn)離圍欄的位置，使牛只無法正常進(jìn)食，造成食物浪費(fèi)及牛只攝食不足。
推翻草機(jī)器人
研究設(shè)計(jì)了一種基于SLAM激光雷達(dá)同步定位與建圖的牧場智能推翻草機(jī)器人自主導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人在牧場環(huán)境中自主導(dǎo)航完成推翻草任務(wù)。該機(jī)器人循環(huán)精度高、工作時(shí)間長，有效提高了牧場飼養(yǎng)牛只的智能化水平。
農(nóng)業(yè)科技報(bào)-中國農(nóng)科新聞網(wǎng)記者 胡潤田 實(shí)習(xí)記者 張榮
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