【摘 要】
:
我国是世界上第一养猪大国,自动化养殖是我国养殖业未来的发展趋势,获取动物个体信息、自动感知并分析其行为是精准畜牧业的核心问题。动物的行为状态能表现出对环境的适应性以及日常需求。目前,机器视觉技术在智能养猪方面应用广泛,已涉及到猪只个体识别、行为监测、体尺测量、肉质评定等领域。本文研究内容主要是针对养殖场内的猪只行为进行识别,包括视频数据的获取及数据集的构建、深度学习目标检测算法模型在猪只行为识别方
论文部分内容阅读
我国是世界上第一养猪大国,自动化养殖是我国养殖业未来的发展趋势,获取动物个体信息、自动感知并分析其行为是精准畜牧业的核心问题。动物的行为状态能表现出对环境的适应性以及日常需求。目前,机器视觉技术在智能养猪方面应用广泛,已涉及到猪只个体识别、行为监测、体尺测量、肉质评定等领域。本文研究内容主要是针对养殖场内的猪只行为进行识别,包括视频数据的获取及数据集的构建、深度学习目标检测算法模型在猪只行为识别方面的试验及评估、基于模型设计猪只行为识别系统可视化操作平台三部分。(1)根据实际环境,建立了相对理想的数据集。考虑到猪场自然环境下,光照及周围设施会对视频质量造成影响,经过实地观察及试验后,确定了猪舍内摄像头的安装位置。拍摄完成后,将视频数据裁剪为图片并进行人工筛选,保留了不同光照强度的图片,剔除了不清晰图片。在标注后,使用统计程序对各行为类别数量进行统计,以保证各类行为数量与猪只正常生活习惯保持一致。(2)研究了基于深度学习的猪只行为识别目标检测算法。本文对猪只的趴卧、站立、进食、坐立及侵略性行为进行识别,使用同一数据集对YOLO v3、Faster R-CNN、EfficientDet D2、YOLO v4 模型进行训练,其 mAP 分别为 92.84%、93.46%、91.70%、97.05%,且YOLO v4训练使用时长最短,为12小时,单张图片检测速度最快,仅使用0.038秒,说明YOLO v4更好地满足了精度和速度需求。在对YOLO v4模型完成进一步训练后,模型的精度值达到了 98.09%。针对猪只间存在的异常侵略性行为,使用YOLO v4模型进行了预测,结果表明模型可在行为发生前1秒内准确预测。(3)基于模型评估、对比选择的YOLO v4模型设计了方便养殖人员操作的猪只行为识别系统。针对使用环境的各异性,操作系统具有三种功能:使用自备数据进行模型训练;使用已训练好的模型,对图片、视频及摄像头数据完成识别;对训练好的模型进行评估,展示其平均精度值及损失函数曲线。本文基于深度学习目标检测算法,对养殖场舍内散养猪只的行为进行了深入研究。经过模型训练及评估,可以发现YOLO v4模型在这一应用场景的识别效果最好,可以有效地对猪只行为分类,并对侵略性行为进行预测。设计了猪只行为识别系统可视化操作平台,将目标检测算法应用于实际生产中。
其他文献
氮素对植株生长发育至关重要,其可作为蛋白质、核酸和激素等生物大分子的组成成分。但植物对土壤中氮素的利用效率低。为保证植物正常生长,常通过外施大量氮肥到农田,最终导致多余的肥料流失并造成环境污染等。因此提高植株对氮素的利用率,改善植株抵御低氮胁迫能力,对作物生长发育及产量形成具有重要意义。近年来研究发现SPX家族基因部分成员在应答氮素过程中发挥重要作用。本研究鉴定了一个小麦SPX家族基因TaSPX1
人脸聚类是将无标签人脸数据自动标记的重要方法,在人脸图像标注、人脸识别等领域有广泛的应用,其工作原理是对人脸图像进行分组,用来为人脸识别模型提供高质量的标注信息,从而有效降低人工标注的成本。由于手机、平板电脑等电子产品对于图像获取愈加便捷,人脸图像数量呈指数级增长,且多数人脸图像在无约束条件下获取,从而易受遮挡、表情、光线等因素影响。因此,如何在大规模人脸数据集上提升聚类算法的鲁棒性与效率成为目前
热激蛋白70(HSP70)作为热激蛋白家族中高度保守的成员之一,是一种在干旱、高盐等多种非生物胁迫反应中发挥作用的关键蛋白。实验室前期对ZmHSP70家族成员进行了鉴定并获得了ZmHSP70-8转基因材料。本研究在此基础上,对ZmHSP70-8基因响应干旱的作用机制进行了初步的探索。首先,通过RT-PCR和qRT-PCR鉴定获得了ZmHSP70-8拟南芥超表达株系。在土壤干旱胁迫、甘露醇处理下的种
真菌分泌组是细胞或组织分泌的全部蛋白质,其中包括酶、生长因子和在宿主-病原体相互作用中起重要作用的效应因子。越来越多的植物病原真菌基因组测序为分泌组的研究奠定了基础,但对真菌分泌组与其生活方式的探究还鲜有报道。因此本研究拟利用生物信息学技术对子囊菌门、担子菌门以及球囊菌门的活体营养型真菌、死体营养型真菌、半活体营养型真菌、共生营养型真菌和腐生营养型真菌共计150种植物真菌的分泌组进行了系统的鉴定,
基因组印记(Genomic imprinting)是哺乳动物细胞中的一种表观遗传过程,其导致基因的表达为亲本起源特异性单等位基因表达。目前发现的印记基因(Imprinted genes)主要集中在人和小鼠中,分别为228和260个。这些基因聚集在染色体上的20-25 个区域,通常具有差异甲基化区(Differentially methylated region,DMR)。尽管已经鉴定的印记基因不到
随着现代社会的发展,电视剧已深入到人类社会生活的方方面面。无论是电影还是电视剧都深受观众们的喜爱,是人们日常生活不可或缺的一部分。电视剧里所承载的信息并不只是单纯的让我们消遣时间而产生的,而是通过它既能让我们感觉到满足又能在某一方面给世人启迪或者警醒。电视剧能准确地还原现实世界,展现虚拟世界,给人以逼真感,亲近感,宛如身临其境。电视剧的这种特性,可以满足人们更广阔、更真实地感受生活的愿望。通过作用
羊只行为状态能够直接反映其健康状况,对于羊只行为进行监测与识别是保护羊只健康,实现福利化养殖的基础。为实现羊只行为的自动化监测、识别和分类,本文以圈养的小尾寒羊为试验对象,对羊只行为监测可穿戴系统、部署位置和数据分析方法进行了研究。首先,完成了基于位姿传感器和无线数据传输的羊只行为信息监测系统的设计和搭建。根据使用要求对传感器、通信模块、供电电路进行了选型,完成了其封装和测试工作,实现了数据的实时
农业机械自动化与智能化的发展对实现精准农业具有重要意义。农机无人驾驶作业不仅能够减少农业生产中对劳动力的依赖,减轻农忙时节人员工作强度,还可以提高生产效率。采用电驱动取代传统燃油驱动拖拉机,减少能源消耗的同时减少对农田环境的污染。以农机与农艺的结合为出发点,针对实际作业中的问题以及小麦密植播种农艺要求,设计了无人驾驶的小麦播种机组。通过对整机的作业试验,验证了无人驾驶作业机组作业的可行性。本文主要
旋耕刀工作时长期承受土壤中的磨粒、砂石及作物秸秆等磨料频繁冲击,极易发生磨损、腐蚀、断裂等失效。改善旋耕刀的耐磨性、耐蚀性、冲击韧性,延长其使用寿命,是推动旋耕机产业转型升级与发展的重要举措。为提高旋耕刀的使用寿命,本文采用等离子堆焊技术在Q235基体上制备了 Fe/WC/CeO2堆焊层,优化了等离子堆焊工艺参数,分析了堆焊层的结构与性能及CeO2稀土氧化物对堆焊层组织性能的影响。研究结果可为深松
在农田建设中推广应用节水灌溉技术是高效利用灌溉水,解决水资源短缺的关键。本试验针对灌溉量对膜调控润灌冬小麦土壤水分分布规律、冬小麦产量以及冬小麦耗水的影响等问题,以冬小麦为研究对象,采用膜调控润灌技术,通过设置不同灌水处理(T1:总灌水量210mm,T2:总灌水量187.5mm,T3:总灌水量165.0mm),根据气象站监测数据、微型蒸渗仪数据及试验田的土壤含水量数据,利用联合国粮食及农业组织(F