CN111935452A - 自动化猪场巡检*** - Google Patents

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CN111935452A CN202010687780.7A CN202010687780A CN111935452A CN 111935452 A CN111935452 A CN 111935452A CN 202010687780 A CN202010687780 A CN 202010687780A CN 111935452 A CN111935452 A CN 111935452A
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张建华
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邢丽玮
程国栋
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Abstract

本发明涉及猪场巡检技术领域，尤其涉及一种自动化猪场巡检***。该自动化猪场巡检***包括无人机装置、UWB定位***、信息采集装置、应用终端和后台服务器，无人机装置包括无人机本体以及分别设置于无人机本体的处理器和存储卡；UWB定位***包括设置于无人机本体的UWB定位标签以及设置于猪场的多个基站；信息采集装置包括摄像机和红外线热成像仪，摄像机和红外线热成像仪分别设置于无人机装置；应用终端与存储卡连接，后台服务器与应用终端连接。本发明能够对猪场进行自动巡检，从而记录生猪数量以及体温情况，有效进行生猪健康状况的监控，节省了人力、物力，提高了工作效率，方便规模生猪养殖场的日常管理。

Description

自动化猪场巡检***
技术领域
本发明涉及猪场巡检技术领域，尤其涉及一种自动化猪场巡检***。
背景技术
目前，我国规模化生猪养殖业进入快速发展阶段。面对规模化生猪养殖的趋势，养殖场内生猪数量较多，然而传统的养殖生猪盘点及检测方式，不仅费时费力，而且难以及时掌握生猪数量及健康情况，对生猪的养殖造成了很多困扰。
基于上述弊端，需要一种自动化巡检***来实现对猪场的自动巡检，记录生猪数量以及体温情况，方便规模生猪养殖场日常管理。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明提出一种自动化猪场巡检***，能够及时掌握生猪数量和体温情况，方便规模生猪养殖场日常管理。
根据本发明实施例的自动化猪场巡检***，包括：
无人机装置，所述无人机装置包括无人机本体以及分别设置于所述无人机本体的处理器和存储卡，所述处理器与所述存储卡连接；
UWB定位***，所述UWB定位***包括设置于所述无人机本体的UWB定位标签以及设置于猪场的多个基站，所述UWB定位标签与所述处理器连接；
信息采集装置，所述信息采集装置包括摄像机和红外线热成像仪，所述摄像机和所述红外线热成像仪分别设置于所述无人机装置，所述摄像机和所述红外线热成像仪分别与所述处理器连接；
应用终端，所述应用终端与所述存储卡连接；
后台服务器，所述后台服务器与所述应用终端连接。
根据本发明的一个实施例，所述无人机本体包括飞行器以及与所述飞行器连接的起落架，所述飞行器的上部设有上安装腔室，所述处理器和所述存储卡分别设置于所述上安装腔室中，所述UWB定位标签设置于所述上安装腔室的顶部。
根据本发明的一个实施例，所述无人机装置还包括蓄电池，所述蓄电池设置于所述上安装腔室中。
根据本发明的一个实施例，所述飞行器的下部设有下安装腔室，所述下安装腔室中安装有无人机控制器。
根据本发明的一个实施例，所述无人机装置还包括控制终端，所述控制终端与所述无人机控制器连接。
根据本发明的一个实施例，所述无人机装置还包括三轴防抖云台，所述三轴防抖云台设置于所述下安装腔室的底部；所述摄像机和所述红外线热成像仪分别设置于所述三轴防抖云台上。
根据本发明的一个实施例，所述三轴防抖云台包括纵轴电机、横轴电机和俯仰轴电机，所述纵轴电机的动力输出端通过第一安装部与所述横轴电机相连，所述横轴电机的动力输出端通过第二安装部与所述俯仰轴电机相连，所述俯仰轴电机的动力输出端与第三安装部相连，所述摄像机和所述红外线热成像仪分别与所述第三安装部相连；所述纵轴电机、所述横轴电机和所述俯仰轴电机分别与所述控制终端连接。
根据本发明的一个实施例，所述第一安装部包括弧形连接板和第一立板，所述弧形连接板的一端与所述纵轴电机的动力输出端连接，所述弧形连接板的另一端与所述第一立板连接，所述横轴电机安装在所述第一立板上；所述第二安装部包括相互垂直连接的第二立板和第三立板，所述第二立板与所述横轴电机的动力输出端连接，所述俯仰轴电机安装在所述第三立板上；所述第三安装部包括相互垂直连接的第四立板和第五立板，所述第四立板与所述俯仰轴电机的动力输出端连接，第五立板上设有安装板，所述摄像机和所述红外线热成像仪分别设置于所述安装板上。
根据本发明的一个实施例，所述三轴防抖云台还包括安装座和缓冲橡胶，所述安装座与所述缓冲橡胶连接，所述缓冲橡胶与所述下安装腔室的底部连接；所述纵轴电机安装在所述安装座上。
根据本发明的一个实施例，所述UWB定位标签、所述摄像机和所述红外线热成像仪分别与所述后台服务器连接。
本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
本发明实施例的自动化猪场巡检***，通过在猪场周围设置多个基站，通过在无人机装置上设置UWB定位标签，能够对无人机装置在猪场内部的飞行路线进行定位，通过在无人机装置上设置摄像机和红外线热成像仪，用于分别采集猪场内各个猪圈中生猪群单帧图片信息以及各个猪圈中生猪群热成像信息，摄像机和红外线热成像仪能够将采集的信息传输至处理器进行处理，然后将处理后的数据传输至存储卡进行短暂存储，存储卡能够将数据发送至应用终端进行显示，应用终端能够将数据发送至后台服务器进行长期存储，由此实现了对猪场的自动巡检。也即，本发明实施例的自动化猪场巡检***，能够对猪场进行自动巡检，及时掌握生猪数量以及体温情况，从而有效进行生猪健康状况的监控，节省了人力、物力，提高了工作效率，方便规模生猪养殖场的日常管理。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明实施例提供的自动化猪场巡检***的结构示意图；
图2是本发明实施例中无人机装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的自动化猪场巡检***的工作原理图。
附图标记：
1：无人机装置；101：处理器；102：存储卡；103：飞行器；104：起落架；105：上安装腔室；106：蓄电池；107：下安装腔室；108：无人机控制器；109：三轴防抖云台；1091：纵轴电机；1092：横轴电机；1093：俯仰轴电机；1094：第一安装部；1095：第二安装部；1096：第三安装部；1097：安装板；1098：安装座；1099：缓冲橡胶；1094A：弧形连接板；1094B：第一立板；1095A：第二立板；1095B：第三立板；1096A：第四立板；1096B：第五立板；
2：UWB定位标签；3：基站；4：摄像机；5：红外线热成像仪；6：应用终端；7：后台服务器；8：猪场；9：控制终端。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明实施例和简化描述，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发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
如图1至图3所示，本发明实施例提供一种自动化猪场巡检***。该自动化猪场巡检***包括无人机装置1、UWB定位***、信息采集装置、应用终端6和后台服务器7。
无人机装置1能够在猪场8内部飞行。无人机装置1包括无人机本体以及分别设置于无人机本体的处理器101和存储卡102，处理器101与存储卡102通过信号线连接。也即，经过处理器101处理后的数据能够输送至存储卡102进行存储。其中，存储卡102可以采用SIM卡，存储卡102能够对数据进行短暂存储。
UWB定位***包括安装在无人机本体上的UWB定位标签2以及安装于猪场8中的多个基站3，各基站3分别与UWB定位标签2通过无线信号连接。其中，UWB定位标签2用于接收各基站3的数据，并计算UWB信号从UWB定位标签2到基站3的飞行时间，通过双边双向测距算法精确计算出UWB定位标签2到各个基站3之间的距离数据。基站3用于通过串口接收UWB定位标签2测得的距离数据包，并求解出UWB定位标签2所在位置的坐标数据。也即，通过UWB定位标签2所在位置的坐标数据，能够确定无人机装置1在猪场8中的准确位置。UWB定位标签2与处理器101连接，从而能够将UWB定位标签2的位置信息传输至处理器101。
信息采集装置包括摄像机4和红外线热成像仪5，摄像机4和红外线热成像仪5分别安装在无人机装置1上。当无人机装置1在猪场8中飞行的过程中，能够通过摄像机4采集各个猪圈中生猪群单帧图片信息，通过红外线热成像仪5采集各个猪圈中生猪群热成像信息。其中，摄像机4和红外线热成像仪5分别通过信号线与处理器101连接，从而将采集的各个猪圈中生猪群单帧图片信息以及各个猪圈中生猪群热成像信息传输至处理器101。
应用终端6与存储卡102之间通过无线信号连接，也即，存储卡102中存储的数据能够远距离传送至应用终端6，通过应用终端6能够对数据进行显示。其中，应用终端6可以为电脑或手机等具有显示功能的设备。
后台服务器7与应用终端6之间通过信号线连接，也即，应用终端6能够将数据传输至后台服务器7，从而通过后台服务器7对数据进行长期存储。其中，后台服务器7可以采用大容量存储器。
也即，本发明实施例的自动化猪场巡检***，通过无人机装置1能够在猪场8中进行飞行巡检，通过UWB定位***能够确定无人机装置1在猪场8中飞行的准确位置，并通过UWB定位标签2将无人机装置1的位置信息传输至处理器101。处理器101能够接收摄像机4采集的初始图片信息以及红外线热成像仪5采集的初始红外线热成像信息，然后处理器101对初始图片信息和初始红外线热成像信息进行图像识别处理，精确计算出生猪群数量和各个生猪体温数据，并能够将生猪群数量、各个生猪体温数据以及无人机装置1的坐标位置信息保存至存储卡102中。存储卡102再将数据传送至应用终端6进行显示，从而方便管理人员及时掌握猪场中生猪的信息。应用终端6再将数据发送至后台服务器7进行长期存储，便于管理人员随时调用数据。
由此，本发明实施例的自动化猪场巡检***，能够对猪场8进行自动巡检，记录生猪数量以及体温情况，从而有效进行生猪健康状况的监控，便于管理人员及时掌握猪场中生猪的信息，不仅节省了人力、物力，提高了工作效率，而且方便规模生猪养殖场的日常管理。
具体来说，基站3的设置数量可以根据实际使用需求而设定。如图1所示，在一种具体实施例中，基站3可以设置四个，四个基站3对应设置在猪场8顶部的四角位置处，从而能够更好的为UWB定位标签2进行定位，进而能够更加准确的确定无人机装置1的飞行位置。
在本发明的一些实施例中，无人机本体包括飞行器103以及与飞行器103连接的起落架104，其中飞行器103的上部设有上安装腔室105，处理器101和存储卡102分别安装在上安装腔室105中，通过上安装腔室105能够对处理器101和存储卡102进行有效保护。
其中，UWB定位标签2安装在上安装腔室105的顶部，从而便于UWB定位标签2接收各基站3的数据。
在本发明的一些实施例中，无人机装置1还包括蓄电池106，该蓄电池106安装在上安装腔室105中。通过蓄电池106能够为无人机装置1的运行提供电能。
在本发明的一些实施例中，飞行器103的下部设有下安装腔室107，该下安装腔室107中安装有无人机控制器108。通过该无人机控制器108能够控制飞行器103的运行状态。
在本发明的一些实施例中，无人机装置1还包括控制终端9，该控制终端9与无人机控制器108无线信号连接。其中，控制终端9即为与该无人机装置1相适配的遥控器，通过该控制终端9能够对无人机控制器108进行远程遥控，在该控制终端9的信号控制作用下，能够通过无人机控制器108控制飞行器103的起落、飞行等动作。
其中，控制终端9与应用终端6无线信号连接，当控制终端9出现故障时，能够通过应用终端6对无人机控制器108进行强制操作控制。
在本发明的一些实施例中，无人机装置1还包括三轴防抖云台109，三轴防抖云台109设置于下安装腔室107的底部。其中，摄像机4和红外线热成像仪5分别安装在三轴防抖云台109上。
具体来说，三轴防抖云台109包括纵轴电机1091、横轴电机1092和俯仰轴电机1093，纵轴电机1091的动力输出端通过第一安装部1094与横轴电机1092相连，横轴电机1092的动力输出端通过第二安装部1095与俯仰轴电机1093相连，俯仰轴电机1093的动力输出端与第三安装部1096相连，摄像机4和红外线热成像仪5分别安装在第三安装部1096上。也即，三轴防抖云台109通过纵轴电机1091、横轴电机1092和俯仰轴电机1093的设置方式，能够实现对摄像机4和红外线热成像仪5的三自由度调节，进而便于根据巡检需求调整摄像机4和红外线热成像仪5的角度，从而能够更好的采集猪场8内部生猪的图像信息。
其中，纵轴电机1091、横轴电机1092和俯仰轴电机1093分别与控制终端9连接。也即，在无人机装置1飞行过程中，通过控制终端9能够控制纵轴电机1091、横轴电机1092和俯仰轴电机1093的工作状态，进而调控摄像机4和红外线热成像仪5的角度，以便找到采集信息的最佳位置。
具体来说，第一安装部1094包括弧形连接板1094A和第一立板1094B，弧形连接板1094A的一端与纵轴电机1091的动力输出端连接，弧形连接板1094A的另一端与第一立板1094B连接，横轴电机1092安装在第一立板1094B上。第二安装部1095包括垂直连接的第二立板1095A和第三立板1095B，第二立板1095A与横轴电机1092的动力输出端连接，俯仰轴电机1093安装在第三立板1095B上。第三安装部1096包括垂直连接的第四立板1096A和第五立板1096B，第四立板1096A与俯仰轴电机1093的动力输出端连接，第五立板1096B上设有安装板1097，摄像机4和红外线热成像仪5分别安装在安装板1097上。也即，通过纵轴电机1091的动力输出端能够驱动第一安装部1094上下运动，进而通过第一安装部1094带动横轴电机1092上下移动，通过横轴电机1092的动力输出端能够驱动第二安装部1095左右移动，进而通过第二安装部1095带动俯仰轴电机1093左右移动，通过俯仰轴电机1093的动力输出端能够驱动第三安装部1096前后移动，进而在纵轴电机1091、横轴电机1092和俯仰轴电机1093的共同作用下，能够实现对安装板1097的三自由度调节，进而实现对摄像机4和红外线热成像仪5的角度调节。
在本发明的一些实施例中，三轴防抖云台109还包括安装座1098和缓冲橡胶1099，安装座1098与缓冲橡胶1099连接，缓冲橡胶1099与下安装腔室107的底部连接。其中，纵轴电机1091安装在安装座1098上，由此实现了三轴防抖云台109在无人机装置1上的稳定、可靠安装。
在本发明的一些实施例中，UWB定位标签2、摄像机4和红外线热成像仪5分别与后台服务器7无线信号连接。也即，通过摄像机4采集的初始图片信息、通过红外线热成像仪5采集的初始红外线热成像信息以及通过UWB定位标签2获取的无人机装置1的坐标信息能够直接传输至后台服务器7进行存储。后台服务器7能够将初始图片信息、初始红外线热成像信息以及无人机装置1的坐标信息传输至应用终端6进行数据处理，从而在处理器101出现故障时，能够及时及时掌握猪场中生猪的信息。
综上所述，本发明实施例的自动化猪场巡检***，能够对猪场8进行自动巡检，记录生猪数量以及体温情况，从而有效进行生猪健康状况的监控，不仅节省了人力、物力，提高了工作效率，而且方便规模生猪养殖场的日常管理。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种自动化猪场巡检***，其特征在于，包括：
无人机装置，所述无人机装置包括无人机本体以及分别设置于所述无人机本体的处理器和存储卡，所述处理器与所述存储卡连接；
UWB定位***，所述UWB定位***包括设置于所述无人机本体的UWB定位标签以及设置于猪场的多个基站，所述UWB定位标签与所述处理器连接；
信息采集装置，所述信息采集装置包括摄像机和红外线热成像仪，所述摄像机和所述红外线热成像仪分别设置于所述无人机装置，所述摄像机和所述红外线热成像仪分别与所述处理器连接；
应用终端，所述应用终端与所述存储卡连接；
后台服务器，所述后台服务器与所述应用终端连接。
2.根据权利要求1所述的自动化猪场巡检***，其特征在于，所述无人机本体包括飞行器以及与所述飞行器连接的起落架，所述飞行器的上部设有上安装腔室，所述处理器和所述存储卡分别设置于所述上安装腔室中，所述UWB定位标签设置于所述上安装腔室的顶部。
3.根据权利要求2所述的自动化猪场巡检***，其特征在于，所述无人机装置还包括蓄电池，所述蓄电池设置于所述上安装腔室中。
4.根据权利要求2所述的自动化猪场巡检***，其特征在于，所述飞行器的下部设有下安装腔室，所述下安装腔室中安装有无人机控制器。
5.根据权利要求4所述的自动化猪场巡检***，其特征在于，所述无人机装置还包括控制终端，所述控制终端与所述无人机控制器连接。
6.根据权利要求5所述的自动化猪场巡检***，其特征在于，所述无人机装置还包括三轴防抖云台，所述三轴防抖云台设置于所述下安装腔室的底部；所述摄像机和所述红外线热成像仪分别设置于所述三轴防抖云台上。
7.根据权利要求6所述的自动化猪场巡检***，其特征在于，所述三轴防抖云台包括纵轴电机、横轴电机和俯仰轴电机，所述纵轴电机的动力输出端通过第一安装部与所述横轴电机相连，所述横轴电机的动力输出端通过第二安装部与所述俯仰轴电机相连，所述俯仰轴电机的动力输出端与第三安装部相连，所述摄像机和所述红外线热成像仪分别与所述第三安装部相连；所述纵轴电机、所述横轴电机和所述俯仰轴电机分别与所述控制终端连接。
8.根据权利要求7所述的自动化猪场巡检***，其特征在于，所述第一安装部包括弧形连接板和第一立板，所述弧形连接板的一端与所述纵轴电机的动力输出端连接，所述弧形连接板的另一端与所述第一立板连接，所述横轴电机安装在所述第一立板上；所述第二安装部包括相互垂直连接的第二立板和第三立板，所述第二立板与所述横轴电机的动力输出端连接，所述俯仰轴电机安装在所述第三立板上；所述第三安装部包括相互垂直连接的第四立板和第五立板，所述第四立板与所述俯仰轴电机的动力输出端连接，第五立板上设有安装板，所述摄像机和所述红外线热成像仪分别设置于所述安装板上。
9.根据权利要求7所述的自动化猪场巡检***，其特征在于，所述三轴防抖云台还包括安装座和缓冲橡胶，所述安装座与所述缓冲橡胶连接，所述缓冲橡胶与所述下安装腔室的底部连接；所述纵轴电机安装在所述安装座上。
10.根据权利要求1至9任一项所述的自动化猪场巡检***，其特征在于，所述UWB定位标签、所述摄像机和所述红外线热成像仪分别与所述后台服务器连接。
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