华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2022, Vol. 50 ›› Issue (6): 111-120.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.210621
所属专题: 2022年机械工程
张勤 胡嘉辉 任海林
ZHANG Qin HU Jiahui REN Hailin
摘要: 饲料的定期推送是奶牛饲喂过程中的重要环节,机器人代替人的智能饲喂辅助正在成为未来的发展方向。推料机器人可以完成全天多次推料工作,广泛应用在中、大型牧场的奶牛饲喂中,但现有的推料机器人功能单一,只能完成均匀推料功能,无法满足牛只的个性化采食需求。针对这个问题,本文提出饲喂辅助机器人智能推料方法:引入二维码标牌作为牛颈枷的定位标签,基于YOLOv4深度学习模型得到二维码标牌和牛头的检测框区域;通过预处理和预测算法对二维码标牌的检测框区域实时识别与跟踪,并将二维码标牌与牛头进行匹配,确定觅食奶牛所在的采食颈枷位置;根据牛-码位置匹配信息、余料分布信息控制机器人推板改变推料角度,实现个性化推料,满足奶牛个体自由采食需求。研究和试验结果表明:提出的智能推料方法对二维码的识别率为96%;在二维码标牌连续丢失60帧的情况下,对二维码跟踪预测精度在±2.85%以内;每帧图片在GPU处理下的时间为34.4ms;智能送料的准确率为100%,满足牛舍复杂环境下,机器人智能推料实时要求。
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