(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211109249.7 (22)申请日 2022.09.13 (71)申请人 东南大学 地址 210096 江苏省无锡市新吴区菱湖大 道99号 (72)发明人 秦文虎　许文涛　孙立博　 (74)专利代理 机构 南京众联专利代理有限公司 32206 专利代理师 张天哲 (51)Int.Cl. G06T 7/246(2017.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 7/80(2017.01) G06T 7/55(2017.01) H04W 4/029(2018.01)H04B 1/7163(2011.01) (54)发明名称 一种在视频流中实现群养猪单个轨迹跟踪 的方法 (57)摘要 本发明公开了一种在视频流中实现群养猪 单个轨迹跟踪的方法。 首先在猪舍周围布置UWB 定位锚点， 并给每个猪佩戴U WB标签， 获取猪只 在 猪舍的三维坐标； 其次， 在猪舍架设监控视频， 通 过张正友标定方法， 确定图像中深度信息； 然后 根据视频流中猪只的轨迹信息， 通过坐标转换， 获取猪只虚拟时空轨迹； 最后根据U WB定位信息， 确定对应猪只的轨迹。 本发明可以实现对猪舍内 群养猪的实时定位和轨迹跟踪。 当猪舍出现猪只 发病情况时， 远程监控人员可以通过视频流中每 只猪的运动轨迹， 及时快速的排查出发病猪只的 密接， 从而快速定位问题 猪只， 减少猪场的损失。 本发明通过 非接触、 无感知的方式， 可靠、 高效地 解决了猪场高密集度情况下， 对猪场群养猪的轨 迹跟踪问题。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 115526907 A 2022.12.27 CN 115526907 A 1.一种在视频流中实现群养猪单个轨迹跟踪的方法， 其特征在于， 基于2个计算模块： UWB定位模块、 坐标转换模块， 具体包括以下步骤： S1、 在猪舍周围布置UWB定位锚点， 选取猪舍的三个角落作为UWB定位锚点的布置位置； S2、 给猪舍内的每个猪只佩戴UWB 标签， 并给标签依次打上编号1～n， 其中n为猪舍内猪 只的数量； S3、 执行UWB定位模块， 获取每 个猪只在猪舍平面内的实时三维坐标； S4、 在猪舍内架设监控视频， 通过张正友标定方法， 确定图像中的深度信息； S5、 采集视频流， 对视频流进行处理， 每隔25帧截取一张图片， 并将所得到的图片按照 时间排序； S6、 选定目标猪只， 根据S5中每张图片对应的时间点， 获取S3中对应时间点目标猪只的 UWB标签的三维坐标； S7、 根据S4中得到的图像中深度信息， 执行坐标转换模块， 得到目标猪只UWB标签在每 张图片中的坐标点位置， 将所有图片按时间序叠加在一张图片中， 得到的一系列坐标点即 为目标猪只的运动轨 迹； S8、 将处理后的每一帧图片中目标猪只的真实位置和最终位置在视频流中显示出来， 实现对视频流中的目标猪只的轨 迹跟踪； S9、 依次将编号为1～n的猪只作 为目标猪只， 重 复执行S6至S8， 即实现对视频流中群养 猪单个轨 迹的跟踪。 2.根据权利要求1所述的一种在视频流中实现群养猪单个轨迹跟踪的方法， 其特征在 于， 所述UWB定位模块包括UWB标签、 定位基站、 定位引擎服务器以及监测终端， 所述UWB标签 安装于猪只身上， 所述定位基站数量 为3个。 3.根据权利要求1所述的一种在视频流中实现群养猪单个轨迹跟踪的方法， 其特征在 于， 所述监控视频的架设位置在猪舍的顶棚， 确保能拍摄到猪舍的四个角落。 4.根据权利要求2所述的一种在视频流中实现群养猪单个轨迹跟踪的方法， 其特征在 于， 所述UWB标签固定在项圈上， 项圈戴在猪的脖子上， 项圈包括吊坠段和 外露段， UWB标签 固定在外露段上； 所述 吊坠段的材料密度大于所述外露段， 且所述 吊坠段重量大于所述外 露段， 以保证吊坠段始终保持在项圈最低端， UWB标签始终保持在猪的背部， 减少猪身体对 信号的屏蔽。 5.根据权利要求2所述的一种在视频流中实现群养猪单个轨迹跟踪的方法， 其特征在 于， 所述定位基站安装在猪舍的角落， 得到的三维坐标能更好的与视频流中截取 的图片对 应起来， 方便后续 坐标转换模块的执 行。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115526907 A 2一种在视频流中实现群养猪单个 轨迹跟踪的方 法 技术领域 [0001]本发明涉及无载波通信室内定位技术领域以及图像 处理领域， 具体的说是一种在 视频流中实现群养猪单个轨 迹跟踪的方法。 背景技术 [0002]养猪业是我国农业中的重要产业， 对保障肉食品安全供应有重要作用。 目前我国 养猪业正由传统养猪业向现代养猪业转变， 无论是养殖模式、 区域布局还是生产方式、 生产 能力都在发生显著变化。 大型养猪场对于猪只的活动轨迹没有一个准确有效的跟踪方法， 导致当猪场出现猪只发病等情况时， 无法快速及时地排查密接， 造成不必 要地损失。 而为 实 现猪场内群养猪的轨 迹跟踪方法， 首 先需要对猪场内的猪只进行实时定位。 [0003]针对猪只室内定位最早出版的系统之一是基于雷达技术。 该系统的精度低于 1米， 且系统持续运行的电池寿命仅为 12小时。 另外， 由于猪舍采用金属框架和材料进 行搭建， 对 传输信号有所反射、 屏蔽等影响。 因此猪舍环境、 建筑材料对室内定位系统提出了一些挑 战。 随着无线通讯的进一步发展。 人们开始采用更为高效、 精确的方式进 行传输和定位， UWB 作为一种无载波通信技术， 具有低功耗、 强穿透力、 高时间分辨率和高传输数据速率的优 势， 而且可以提供较大的覆盖范围。 基于UWB的室内定位技术近年来也成为研究的一个热 点。 [0004]目前常用的轨迹跟踪方法主要采用的是一种视频实例分割的算法， 这个算法的目 标就是， 把视频帧的每一个实例分割 出来并对帧间相同的目标做跟踪处理， 该算法融合了 检测、 分割、 跟踪这些最常见的计算机视觉任务。 主流的方法主要以Mask  R‑CNN+Track为 主， 主要思想就是以Mask  R‑CNN为基本框架， 加入跟踪模块， 完成视频实例分割。 [0005]该算法用于猪场内群养猪的轨迹跟踪， 不仅计算量巨大， 而且由于猪场空间比较 狭窄， 猪只经常会出现粘连的情形， 在这种情况下， 目前主流的track模块都很难实现对前 后帧同一物体的精准跟踪， 从而导致最终得到猪只运动轨迹出现轨迹错位， 轨迹缺失等问 题。 发明内容 [0006]针对上述问题， 本发明提供了一种在视频流中实现群养猪单个轨迹跟踪的方法， 该方法对环境依赖度低， 效率高， 提高了对猪舍内群 猪轨迹跟踪的精度和准确度。 [0007]为了达到上述目的， 本发明采用的具体技 术方案如下： [0008]一种在视频流中实现群养猪单个轨 迹跟踪的方法， 其关键在于UWB定位模块： [0009]包括定位标签、 定位基站、 定位引擎服务器以及监测终端， 其特征在于， 所述定位 标签安装于猪只身 上， 用于向定位基站发送UWB脉冲信号； 所述定位基站数量为3个， 用于同 步接收所述UWB脉冲信号， 并将所述UWB脉冲信号向所述定位引擎服务器传输； 定位引擎服 务器汇总全部UWB脉冲信号并根据信号强弱 结合TDOA/TOF算法计算出 目标位置坐标； 监测 终端用于标示所述目标位置坐标； 其中定位标签、 定位基站与定位引擎服务器之间使用UWB说　明　书 1/3 页 3 CN 115526907 A 3