一种畜禽牧场的巡视与报警管理系统及方法

1.本发明属于畜禽管理技术领域，尤其涉及一种畜禽牧场的巡视与报警管理系统及方法。


背景技术：

2.畜禽包括传统的家畜和家禽，主要指经人工驯化和养育，能正常繁殖后代，对人类有一定经济价值的野生动物；人类已经驯化或驯养的动物种类共有40多个，在这些驯化的动物中，又有许多经自然和人工选择而形成的数以千计的畜禽品种。
3.现有的畜禽养殖大都为大规模养殖，尤其是家禽类的养殖，通常是在山上圈地进行散养，这就导致散养的家禽有可能从养殖圈地之内跑出，如果不及时发现跑出的家禽，家禽远离养殖圈地之后就很难进行寻找，造成畜禽养殖的经济损失。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于提供一种能够判断畜禽目标是否位于牧场边缘位置之外，从而在畜禽跑出养殖圈地时进行及时报警，避免经济造成损失的畜禽牧场的巡视与报警管理系统及方法。
5.为解决上述技术问题，本发明实施例提供如下技术方案：一种畜禽牧场的巡视与报警管理系统，其特征在于，所述系统包括视频监控传输单元、监控视频处理单元和畜禽监察报警单元，其中：视频监控传输单元，用于在畜禽牧场的边界位置，对畜禽牧场进行视频监控，实时获取并传输多个牧场监控视频；监控视频处理单元，用于对所述牧场监控视频进行处理，提取所述牧场监控视频中的牧场边缘位置和多个畜禽目标；畜禽监察报警单元，用于对多个所述畜禽目标的活动进行实时监察，判断是否存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外，并在存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外时进行报警。
6.以下是本发明对上述技术方案的进一步优化：所述监控视频处理单元具体包括：逐帧化处理模块，用于将所述牧场监控视频进行逐帧化处理，得到多个牧场监控图片；畜禽目标获取模块，用于对多个所述牧场监控图片进行目标物识别，得到多个畜禽目标；边缘位置获取模块，用于对多个所述牧场监控图片进行处理，得到牧场边缘位置。
7.进一步优化：所述畜禽目标获取模块具体包括：目标物识别子模块，用于对多个所述牧场监控图片进行目标物识别，得到多个待确认目标；
出现次数计算子模块，用于计算所述待确认目标在连续的10个所述牧场监控图片中的出现次数；出现次数判断子模块，用于判断所述出现次数是否大于设定次数；畜禽目标标记子模块，用于若所述出现次数大于设定次数，则将所述待确认目标标记为畜禽目标；虚假目标标记子模块，用于若所述出现次数不大于设定次数，则将所述待确认目标标记为虚假目标。
8.进一步优化：所述边缘位置获取模块具体包括：背景图片标记子模块，用于提取不含有待确认目标的牧场监控图片，并标记为背景图片；黑白图片获取子模块，用于对所述背景图片进行自适应二值化，得到黑白图片；直线段集合获取子模块，用于利用sobel算法对所述黑白图片进行图像边缘检测与提取，并利用hough变换进行直线检测，得到边缘位置的直线段集合；牧场边缘位置确定子模块，用于通过计算所述直线段集合的密度，确定牧场边缘位置。
9.本发明还提供一种畜禽牧场的巡视与报警管理方法，所述方法具体包括以下步骤：在畜禽牧场的边界位置，对畜禽牧场进行视频监控，实时获取并传输多个牧场监控视频；对所述牧场监控视频进行处理，提取所述牧场监控视频中的牧场边缘位置和多个畜禽目标；对多个所述畜禽目标的活动进行实时监察，判断是否存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外，并在存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外时进行报警。
10.以下是本发明对上述技术方案的进一步优化：所述在畜禽牧场的边界位置，对畜禽牧场进行视频监控，实时获取多个牧场监控视频具体包括以下步骤：在畜禽牧场的边界位置，对畜禽牧场进行视频监控，实时获取多个牧场监控视频；实时传输多个所述牧场监控视频。
11.进一步优化：所述对牧场监控视频进行处理，提取牧场监控视频中的牧场边缘位置和多个畜禽目标具体包括以下步骤：将所述牧场监控视频进行逐帧化处理，得到多个牧场监控图片；对多个所述牧场监控图片进行目标物识别，得到多个畜禽目标；对多个所述牧场监控图片进行处理，得到牧场边缘位置。
12.进一步优化：所述对多个牧场监控图片进行目标物识别，得到多个畜禽目标具体包括以下步骤：对多个所述牧场监控图片进行目标物识别，得到多个待确认目标；计算所述待确认目标在连续的10个所述牧场监控图片中的出现次数；判断所述出现次数是否大于设定次数；若所述出现次数大于设定次数，则将所述待确认目标标记为畜禽目标；
若所述出现次数不大于设定次数，则将所述待确认目标标记为虚假目标。
13.进一步优化：所述对多个牧场监控图片进行处理，得到牧场边缘位置具体包括以下步骤：提取不含有待确认目标的牧场监控图片，并标记为背景图片；对所述背景图片进行自适应二值化，得到黑白图片；利用sobel算法对所述黑白图片进行图像边缘检测与提取，并利用hough变换进行直线检测，得到边缘位置的直线段集合；通过计算所述直线段集合的密度，确定牧场边缘位置。
14.进一步优化：所述对多个畜禽目标的活动进行实时监察，判断是否存在畜禽目标位于牧场边缘位置之外，并在存在所述畜禽目标位于牧场边缘位置之外时进行报警具体包括以下步骤：对多个所述畜禽目标的活动进行实时监察，得到监察结果；根据所述监察结果判断是否存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外；若存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外，则进行报警；若不存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外，则不进行报警。
15.本发明采用上述技术方案，构思巧妙，通过对畜禽牧场进行视频监控，实时获取并传输多个牧场监控视频；对所述牧场监控视频进行处理，提取牧场监控视频中的牧场边缘位置和多个畜禽目标；对多个畜禽目标的活动进行实时监察，判断是否存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外，并在存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外时进行报警；能够通过获取牧场边缘的监控视频，将监控视频中的牧场边缘位置和多个畜禽目标分别提取，判断畜禽目标是否位于牧场边缘位置之外，从而在畜禽跑出养殖圈地时进行及时的报警，避免畜禽远离养殖圈地之后再难找出，而对畜禽养殖造成的经济损失。
16.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
17.图1为本发明实施例提供的系统的应用架构图；图2为本发明实施例提供的系统中监控视频处理单元的结构框图；图3为本发明实施例提供的系统中畜禽目标获取模块的结构框图；图4为本发明实施例提供的系统中边缘位置获取模块的结构框图；图5为本发明实施例提供的方法的流程图；图6为本发明实施例提供的方法中牧场监控视频获取的流程图；图7为本发明实施例提供的方法中牧场监控视频处理的流程图；图8为本发明实施例提供的方法中目标物识别的流程图；图9为本发明实施例提供的方法中获取牧场边缘位置的流程图；图10为本发明实施例提供的方法中畜禽目标监察报警的流程图。
具体实施方式
18.如图1-图4所示，本发明还提供一种畜禽牧场的巡视与报警管理系统，包括：视频监控传输单元101，用于在畜禽牧场的边界位置，对畜禽牧场进行视频监控，
实时获取并传输多个牧场监控视频。
19.在本发明实施例中，在畜禽牧场圈地的边界位置，每隔相同的距离设立一个监控点，在每个监控点对畜禽牧场圈地的边界进行视频监控，视频监控传输单元101实时获取多个监控点的牧场监控视频，并将牧场监控视频实时传输至监控视频处理单元102；具体的，多个监控点的牧场监控视频能够包含对畜禽牧场圈地的所有边界位置进行监控。
20.监控视频处理单元102，用于对所述牧场监控视频进行处理，提取所述牧场监控视频中的牧场边缘位置和多个畜禽目标。
21.在本发明实施例中，监控视频处理单元102通过对实时接收的牧场监控视频进行处理，将牧场监控视频中的多个畜禽目标和牧场边缘位置进行提取。
22.所述监控视频处理单元102具体包括：逐帧化处理模块1021，用于将所述牧场监控视频进行逐帧化处理，得到多个牧场监控图片。
23.在本发明实施例中，逐帧化处理模块1021按照牧场监控视频的监控帧率，将牧场监控视频进行逐帧化处理，得到多个按照帧率时间排列的牧场监控图片。
24.畜禽目标获取模块1022，用于对多个所述牧场监控图片进行目标物识别，得到多个畜禽目标。
25.在本发明实施例中，畜禽目标获取模块1022通过对多个牧场监控图片进行处理，识别牧场监控图片中的真实目标，剔除牧场监控图片中的虚假目标，得到多个畜禽目标。
26.所述畜禽目标获取模块1022具体包括：目标物识别子模块10221，用于对多个所述牧场监控图片进行目标物识别，得到多个待确认目标。
27.出现次数计算子模块10222，用于计算所述待确认目标在连续的10个所述牧场监控图片中的出现次数。
28.出现次数判断子模块10223，用于判断所述出现次数是否大于设定次数。
29.在本实施例中，所述设定次数为7次。
30.畜禽目标标记子模块10224，用于若所述出现次数大于7次，则将所述待确认目标标记为畜禽目标。
31.虚假目标标记子模块10225，用于若所述出现次数不大于7次，则将所述待确认目标标记为虚假目标。
32.所述监控视频处理单元102还包括：边缘位置获取模块1023，用于对多个所述牧场监控图片进行处理，得到牧场边缘位置。
33.在本发明实施例中，边缘位置获取模块1023通过对多个牧场监控图片进行处理，得到该监控视频对应区域的背景图片，进而通过对背景图片分析，确定背景图片中的牧场边缘位置。
34.所述边缘位置获取模块1023具体包括：背景图片标记子模块10231，用于提取不含有待确认目标的牧场监控图片，并标记为背景图片。
35.在本发明实施例中，背景图片标记子模块10231挑选出多个牧场监控图片中不含
有待确认目标的牧场监控图片，并将不含有待确认目标的牧场监控图片标记为背景图片，若得不到不含有待确认目标的牧场监控图片，可以通过背景图片标记子模块10231将具有最少待确认目标的牧场监控图片中的待确认目标剔除，得到背景图片。
36.黑白图片获取子模块10232，用于对所述背景图片进行自适应二值化，得到黑白图片。
37.在本发明实施例中，黑白图片获取子模块10232将得到的背景图片进行自适应二值化处理，获取牧场监控中不含有待确认目标的黑白图片。
38.直线段集合获取子模块10233，用于利用sobel算法对所述黑白图片进行图像边缘检测与提取，并利用hough变换进行直线检测，得到边缘位置的直线段集合。
39.在本发明实施例中，直线段集合获取子模块10233通过sobel算法检测并提取该黑白图片中的水平方向和竖直方向的边缘，经过hough变换，进行直线检测，获取边缘位置的直线段集合。
40.牧场边缘位置确定子模块10234，用于通过计算所述直线段集合的密度，确定牧场边缘位置。
41.在本发明实施例中，牧场边缘位置确定子模块10234通过对直线段集合的密度的计算，确定牧场边缘位置；圈地周围设置阻拦畜禽的围栏，通过计算大量平行直线的密度，即可最终确定连片围栏的位置。
42.所述畜禽牧场的巡视与报警管理系统还包括：畜禽监察报警单元103，用于对多个所述畜禽目标的活动进行实时监察，判断是否存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外，并在存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外时进行报警。
43.在本发明实施例中，畜禽监察报警单元103通过提取的多个畜禽目标和牧场边缘位置，对多个畜禽目标的活动进行实时监察，判断畜禽目标是否位于牧场边缘位置之外；若畜禽目标位于牧场边缘位置之外，则表明畜禽跑出了养殖圈地的范围，此时及时报警，提醒养殖人员将跑出的畜禽重新关进养殖圈地之内，避免畜禽跑出造成养殖的经济损失；若畜禽目标位于牧场边缘位置之内，则表明畜禽位于养殖圈地的范围之中，此时无需进行报警提醒。
44.如图5-图10所示：本发明还提供一种畜禽牧场的巡视与报警管理方法，所述方法具体包括以下步骤：步骤s101，在畜禽牧场的边界位置，对畜禽牧场进行视频监控，实时获取并传输多个牧场监控视频。
45.在本发明实施例中，在畜禽牧场圈地的边界位置，每隔相同的距离设立一个监控点，在每个监控点对畜禽牧场圈地的边界进行视频监控，实时获取多个监控点的牧场监控视频，并将牧场监控视频实时传输；具体的，多个监控点的牧场监控视频能够包含对畜禽牧场圈地的所有边界位置进行监控。
46.所述在畜禽牧场的边界位置，对畜禽牧场进行视频监控，实时获取多个牧场监控视频具体包括以下步骤：步骤s1011，在畜禽牧场的边界位置，对畜禽牧场进行视频监控，实时获取多个牧场监控视频。
47.步骤s1012，实时传输多个所述牧场监控视频。
48.所述畜禽牧场的巡视与报警管理方法还包括以下步骤：步骤s102，对所述牧场监控视频进行处理，提取所述牧场监控视频中的牧场边缘位置和多个畜禽目标。
49.在本发明实施例中，通过对实时接收的牧场监控视频进行处理，将牧场监控视频中的多个畜禽目标和牧场边缘位置进行提取。
50.所述对所述牧场监控视频进行处理，提取所述牧场监控视频中的牧场边缘位置和多个畜禽目标具体包括以下步骤：步骤s1021，将所述牧场监控视频进行逐帧化处理，得到多个牧场监控图片。
51.在本发明实施例中，按照牧场监控视频的监控帧率，将牧场监控视频进行逐帧化处理，得到多个按照帧率时间排列的牧场监控图片。
52.步骤s1022，对多个所述牧场监控图片进行目标物识别，得到多个畜禽目标。
53.在本发明实施例中，通过对多个牧场监控图片进行处理，识别牧场监控图片中的真实目标，剔除牧场监控图片中的虚假目标，得到多个畜禽目标。
54.所述对多个所述牧场监控图片进行目标物识别，得到多个畜禽目标具体包括以下步骤：步骤s10221，对多个所述牧场监控图片进行目标物识别，得到多个待确认目标。
55.步骤s10222，计算所述待确认目标在连续的10个所述牧场监控图片中的出现次数。
56.步骤s10223，判断所述出现次数是否大于设定次数。
57.步骤s10224，若所述出现次数大于设定次数，则将所述待确认目标标记为畜禽目标。
58.步骤s10225，若所述出现次数不大于设定次数，则将所述待确认目标标记为虚假目标。
59.在本实施例中，所述设定次数为7次，其中步骤s10224，若所述出现次数大于7次，则将所述待确认目标标记为畜禽目标；步骤s10225，若所述出现次数不大于7次，则将所述待确认目标标记为虚假目标。
60.所述对所述牧场监控视频进行处理，提取所述牧场监控视频中的牧场边缘位置和多个畜禽目标还包括以下步骤：步骤s1023，对多个所述牧场监控图片进行处理，得到牧场边缘位置。
61.在本发明实施例中，通过对多个牧场监控图片进行处理，得到该监控视频对应区域的背景图片，进而通过对背景图片分析，确定背景图片中的牧场边缘位置。
62.所述对多个所述牧场监控图片进行处理，得到牧场边缘位置具体包括以下步骤：步骤s10231，提取不含有待确认目标的牧场监控图片，并标记为背景图片。
63.在本发明实施例中，挑选出多个牧场监控图片中不含有待确认目标的牧场监控图片，并将不含有待确认目标的牧场监控图片标记为背景图片，若得不到不含有待确认目标的牧场监控图片，可以将具有最少待确认目标的牧场监控图片中的待确认目标剔除，得到背景图片。
64.步骤s10232，对所述背景图片进行自适应二值化，得到黑白图片。
65.在本发明实施例中，将得到的背景图片进行自适应二值化处理，获取牧场监控中不含有待确认目标的黑白图片。
66.步骤s10233，利用sobel算法对所述黑白图片进行图像边缘检测与提取，并利用hough变换进行直线检测，得到边缘位置的直线段集合。
67.在本发明实施例中，通过sobel算法检测并提取该黑白图片中的水平方向和竖直方向的边缘，经过hough变换，进行直线检测，获取边缘位置的直线段集合。
68.可以理解的是，sobel算法是计算机视觉领域的一种重要处理方法；主要用于获得数字图像的一阶梯度，常见的应用和物理意义是边缘检测；索贝尔算子是把图像中每个像素的上下左右四领域的灰度值加权差，在边缘处达到极值从而检测边缘。
69.hough变换的基本原理是将影像空间中的曲线(包括直线)变换到参数空间中，通过检测参数空间中的极值点，确定出该曲线的描述参数，从而提取影像中的规则曲线。
70.步骤s10234，通过计算所述直线段集合的密度，确定牧场边缘位置。
71.在本发明实施例中，通过对直线段集合的密度的计算，确定牧场边缘位置；圈地周围设置阻拦畜禽的围栏，通过计算大量平行直线的密度，即可最终确定连片围栏的位置。
72.所述畜禽牧场的巡视与报警管理方法还包括以下步骤：步骤s103，对多个所述畜禽目标的活动进行实时监察，判断是否存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外，并在存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外时进行报警。
73.在本发明实施例中，通过提取的多个畜禽目标和牧场边缘位置，对多个畜禽目标的活动进行实时监察，判断畜禽目标是否位于牧场边缘位置之外；若畜禽目标位于牧场边缘位置之外，则表明畜禽跑出了养殖圈地的范围，此时及时报警，提醒养殖人员将跑出的畜禽重新关进养殖圈地之内，避免畜禽跑出造成养殖的经济损失；若畜禽目标位于牧场边缘位置之内，则表明畜禽位于养殖圈地的范围之中，此时无需进行报警提醒。
74.所述对多个所述畜禽目标的活动进行实时监察，判断是否存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外，并在存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外时进行报警具体包括以下步骤：步骤s1031，对多个所述畜禽目标的活动进行实时监察，得到监察结果。
75.步骤s1032，根据所述监察结果判断是否存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外。
76.步骤s1033，若存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外，则进行报警。
77.步骤s1034，若不存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外，则不进行报警。
78.综上所述，本发明实施例通过对畜禽牧场进行视频监控，实时获取并传输多个牧场监控视频；对所述牧场监控视频进行处理，提取牧场监控视频中的牧场边缘位置和多个畜禽目标；对多个畜禽目标的活动进行实时监察，判断是否存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外，并在存在所述畜禽目标位于所述牧场边缘位置之外时进行报警；能够通过获取牧场边缘的监控视频，将监控视频中的牧场边缘位置和多个畜禽目标分别提取，判断畜禽目标是否位于牧场边缘位置之外，从而在畜禽跑出养殖圈地时进行及时报警，避免畜禽远离养殖圈地之后难以进行寻找，而对畜禽养殖造成经济损失。
79.应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次
显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行；除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行；而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
80.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。
81.其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。
82.非易失性存储器可包括只读存储器（rom）、可编程rom（prom）、电可编程rom（eprom）、电可擦除可编程rom（eeprom）或闪存。
83.易失性存储器可包括随机存取存储器（ram）或者外部高速缓冲存储器；作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram（sram）、动态ram（dram）、同步dram（sdram）、双数据率sdram（ddrsdram）、增强型sdram（esdram）、同步链路（synchlink） dram（sldram）、存储器总线（rambus）直接ram（rdram）、直接存储器总线动态ram（drdram）、以及存储器总线动态ram（rdram）等。
84.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。