申请/专利权人：北京工业大学

申请日：2022-05-30

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN115281095B

主分类号：A01J5/00

分类号：A01J5/00;A01J7/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2022.11.22#实质审查的生效;2022.11.04#公开

摘要：本发明公开了一种基于激光图像识别的挤奶装置及方法，包括发射网状以及面激光功能的激光发射器，用以识别被照射激光的乳房的图像识别相机，能够对乳房进行挤奶作业的挤奶单元，挤奶单元基座以及保护摄像头避免环境污染的可折叠支撑架和激光识别装置机架。针对乳房表面网格激光图像与标准网格激光图像的差异特征进行比较计算，可以计算得到奶牛乳房的精确位置，从而可以实现自动化识别奶牛乳房的功能。以用以挤奶流程作业的流程化发展。本发明提出的基于激光图像识别定位奶牛乳房的方法具有精度高、速度快、可实施性高的特点。

主权项：1.一种基于激光识别的挤奶装置，包括发射网状以及面激光功能的激光发射器（1），用以识别被照射激光的乳房的图像识别相机（2），能够对乳房进行挤奶作业的挤奶单元（5），带有运动轴的挤奶单元基座（10），保护摄像头避免环境污染的可折叠支撑架（3），用来装配可折叠支撑架以及图像识别相机与激光发射器的激光识别装置机架（4）；其特征在于：激光发射器发射（1）的网状激光照射在数个乳房上行程图像，所述乳房上行程图像被图像识别相机（2）所捕获，通过计算分析所述乳房上行程图像的特征及其泛化特征而得到数个乳房的三维空间位置；基于所述的三维空间位置，挤奶单元基座（10）能够靠近乳房上的乳头从而运行挤奶单元（5）进行挤奶作业；所述激光发射器（1）发射网状图形的面激光，激光打在乳房上面行程图像；u图像识别相机（2）能够识别照射在奶牛乳房上网状激光，捕获由于乳房表面的形状造成的激光图形特征：图形种类、组成图形的线条的几何长度、组成图形的不同特征区域的激光分布、组成图形的激光连接关系、封闭图形的空间矩阵特征、本图形和其它泛化图形的几何关系、组成图形的轮廓的长度比例关系；所述的图像识别相机（2）所捕获到的图像以及图像特征能够通过算法进行计算，从而对所述的每幅图像提取到的曲线与标准未塌陷图像的曲线形成封闭图形，根据封闭图形的空间矩阵特征对乳房表面的塌陷与否情况进行检测，能够根据特定认知特征，能够输出三维坐标空间中乳房及其乳头的位置；该挤奶装置根据所输出的乳房位置信息，控制所述挤奶单元基座（10），让所述挤奶单元（5）运动到所预定的挤奶位置；所述挤奶单元（5）配合在挤奶单元基座上，所述挤奶单元基座（10）上配备有运动轴，通过运动轴的运动让挤奶单元靠近乳房以能够让挤奶单元进行工作；所述挤奶单元（5）能够对乳房进行挤奶作业；激光发生器固定在所述可折叠支撑架（3）上面，并装配在所述激光识别装置机架（4）上面；当工作的时候由可折叠支架神展开，工作完毕时则由可折叠支架回收；挤奶装置的挤奶方法包括以下步骤：S1：初始位置时，所述激光图像识别的乳房定位装置对奶牛乳房进行识别、定位，并计算出乳房的三维坐标信息；S2：根据奶牛乳房的三维位置信息，所述挤奶单元基座（10）带动所述挤奶单元（5）靠近数个奶牛乳房；S3：判断所述挤奶单元是否到达挤奶作业的位置，如未达到则重复跳转S2；如所述挤奶单元（5）已经达到挤奶作业位置，则转到S4；S4：所述挤奶单元（5）开始针对乳房上的乳头进行挤奶作业；完成挤奶作业后则跳转至下一个工作流程；该乳房定位装置实现的乳房定位方法包括以下步骤：S11：工作流程开始运行时，所述激光发射器（1）能够发射网状激光照射在乳房表面，网状激光覆盖数个乳房形成图像；S12：所述图像识别相机（2）捕获被网状激光覆盖的数个乳房图像，辨别由于乳房表面形状而造成的网状激光的图像特征及其泛化特征；S13：根据网状激光的图像特征及其泛化特征，根据封闭图形的空间矩阵特征可对乳房表面的塌陷与否情况进行检测，针对乳房表面网格激光图像与标准网格激光图像的差异特征进行比较计算；S14：输出乳房的三维位置信息并建立乳房的三维坐标空间。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京工业大学 一种基于激光图像识别的挤奶装置及方法

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