华南理工大学学报(自然科学版)

作者：张勤, 胡嘉辉, 任海林

单位：华南理工大学 机械与汽车工程学院，广东 广州 510640

关键词：机器人,智能推料,奶牛饲喂,二维码,深度学习

基金：: 广东省现代农业产业共性关键技术研发创新团队项目 (2019KJ129)

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。

来源：2022年第6期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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