一種動物健康監控管理方法及系統與流程
2024-04-12 13:03:05
1.本發明涉及動物健康監管技術領域，尤其涉及一種動物健康監控管理方法及系統。
背景技術：
2.目前對動物的監管，基本以手工採集數據和人工處理數據為主，尤其動物數據全世界範圍的管理和維護工作量巨大，病情和疫情的數據不能實時開放與共享，不方便人類及時掌握動物的健康情況，也不能對其健康情況作出及時正確的措施及治療，因此存在信息獲得不及時而導致監管失敗的隱患，在人類與動物共存和共利的環境中，人類必須實時掌握動物的成長狀況，監控及保證其健康成長，為我們人類保護生物多樣性提供了基礎，也為人類與動物和平共享地球提拱了保證。
3.經檢索，中國專利號cn201980017517.2公開了一種植物和動物健康監控管理系統及其方法，雖然保證了對植物和動物的健康控制，有效、安全、準確、科學、實時，提高工作效率、生產效率，但是其對動物狀態情況的判斷條件單一，無法全方位、高精度的判斷動物狀態，從而影響動物健康監控管理質量，帶來了方法缺陷的問題。
技術實現要素：
4.本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺陷，而提出的一種動物健康監控管理方法及系統。
5.為了實現上述目的，本發明採用了如下技術方案：
6.一種動物健康監控管理方法，該動物健康監控管理方法具體步驟如下：
7.(1)安裝工作：將體徵採集器和拾音頭安裝於動物身體的表面，再將攝像頭安裝於動物出沒範圍內；
8.(2)準備資料庫：在雲端平臺中檢索動物名稱對應的叫聲情緒數據和健康體徵數據閾值，並存儲於資料庫中；
9.(3)確定動物情緒：由步驟(1)中的拾音頭拾取動物叫聲，並計算生成頻域數據，其計算生成頻域數據的具體過程為：
[0010]ⅰ、採用數字濾波器對動物叫聲進行加重處理；
[0011]ⅱ、端點檢測，並採用交疊分段的方法將每一語音幀的幀尾與下一語音幀的幀頭重疊；
[0012]ⅲ、將語音幀乘以一個窗函數，其窗函數為：
[0013][0014]
n為每幀取樣點數；
[0015]ⅳ、採用快速傅立葉變換fft把語音幀由時域變換到頻域，即得頻域數據；
[0016]
再提取資料庫中的叫聲情緒數據，並爬取叫聲情緒數據中的目標頻域數據和動物
情緒，並建立映射關係，並依據頻域數據分別計算目標頻域數據的相似度值，對比相似度值的大小，刪除較小相似度值，並排除較小相似度值所對應的目標頻域數據，最後保留最大相似度值所對應的目標頻域數據，依據映射關係，確定動物情緒；
[0017]
(4)採集動物實時外觀和動物體徵數據：由步驟(1)中所述攝像頭拍攝動物外觀和周圍環境，並結合攝像頭的地理坐標，形成圖片數據，再由圖片處理器提取圖片數據中的動物實時外觀，再由體徵採集器採集動物的血壓數據、心跳數據和體溫數據，形成動物體徵數據；
[0018]
(5)判斷動物狀態情況：依據動物體徵數據、動物實時外觀和動物情緒將動物狀態情況分為輕微受傷、中度受傷、中重度受傷、健康和不健康；
[0019]
(6)確定動物的地理位置：根據攝像頭的監控範圍，以地理坐標為圓心建立空間坐標系，在空間坐標系中選擇一個地理坐標點作為控制點，並將控制點對應攝像模塊的成像矩陣中的像素點，再以控制點和像素點為依據，根據投影變換和坐標轉換得到成像矩陣中其它像素點的地理坐標，根據動物所在的像素點導出動物的地理坐標，即得地理位置；
[0020]
(7)顯示動物狀態情況和地理位置。
[0021]
進一步地，步驟(3)中所述端點檢測基於短時能量和短時過零率來進行的。
[0022]
一種動物健康監控管理系統，包括拾音模塊、叫聲處理模塊、錄入模塊、雲端搜索模塊、資料庫、攝像模塊、圖片處理模塊、對比模塊、分析模塊、採集模塊、判斷模塊、地理位置分析模塊和顯示模塊；
[0023]
其中，所述雲端搜索模塊通過wifi與雲端平臺連接；所述攝像模塊與圖片處理模塊通信連接；所述採集模塊與分析模塊通信連接；所述拾音模塊與叫聲處理模塊通信連接。
[0024]
進一步地，所述錄入模塊用於錄入監控的動物名稱，並發送至雲端搜索模塊；所述雲端搜索模塊依據云端平臺檢索動物名稱對應的叫聲情緒數據和健康體徵數據閾值；所述資料庫用於存儲叫聲情緒數據和健康體徵數據閾值；所述拾音模塊用於拾取動物叫聲；所述叫聲處理模塊用於處理動物叫聲，生成頻域數據；所述對比模塊依據頻域數據對比叫聲情緒數據，確定動物情緒；其中，確定動物情緒的具體操作為：
[0025]
s1、提取資料庫中的叫聲情緒數據，並爬取叫聲情緒數據中的目標頻域數據和動物情緒，並建立映射關係；
[0026]
s2、依據頻域數據分別計算目標頻域數據的相似度值；
[0027]
s3、對比相似度值的大小，刪除較小相似度值，並排除較小相似度值所對應的目標頻域數據，最後保留最大相似度值所對應的目標頻域數據；
[0028]
s4、依據映射關係，確定動物情緒，並將動物情緒發送至判斷模塊。
[0029]
進一步地，所述攝像模塊用於拍攝動物外觀和周圍環境，並結合攝像模塊的地理坐標形成圖片數據；所述圖片處理模塊提取圖片數據中的動物實時外觀和地理坐標；所述採集模塊用於採集動物體徵數據，並發送至分析模塊；所述分析模塊依據健康體徵數據閾值判斷動物體徵數據是否符合閾值，並發送至判斷模塊。
[0030]
進一步地，所述動物情緒包括痛苦情緒和不痛苦情緒；所述動物實時外觀包括體表外觀和四肢外觀；所述動物體徵數據包括血壓數據、心跳數據和體溫數據。
[0031]
進一步地，所述判斷模塊用於判斷動物狀態情況，具體為：
[0032]
ss1、記動物情緒不痛苦為a
+
、動物情緒痛苦為a-、動物體徵數據符合健康體徵數據
閾值為b
+
、動物體徵數據不符合健康體徵數據閾值為b-、動物實時外觀正常為c
+
、動物實時外觀正常為c-；
[0033]
ss2、若a
+
、b
+
、c-，則動物輕微受傷，若a
+
、b
+
、c
+
，則動物健康；
[0034]
ss3、若a-、b-、c-，則動物中重度受傷，a
+
、b-、c
+
，則動物不健康；
[0035]
ss4、若a-、b
+
、c-，則動物中度受傷；
[0036]
所述地理位置分析模塊用於分析動物的地理位置，具體為：
[0037]
sss1、根據攝像模塊的監控範圍，以地理坐標為圓心建立空間坐標系；
[0038]
sss2、在空間坐標系中選擇一個地理坐標點作為控制點，並將控制點對應攝像模塊的成像矩陣中的像素點，再以控制點和像素點為依據，根據投影變換和坐標轉換得到成像矩陣中其它像素點的地理坐標；
[0039]
s4、根據動物所在的像素點導出動物的地理坐標，即得地理位置；
[0040]
所述顯示模塊用於顯示動物狀態情況和地理位置。
[0041]
相比於現有技術，本發明的有益效果在於：
[0042]
1、本發明通過確定動物情緒，從而形成動物健康的第一個判斷依據，再由攝像頭拍攝動物外觀和周圍環境，並結合攝像頭的地理坐標，形成圖片數據，並由圖片處理器提取圖片數據中的動物實時外觀，形成動物健康的第二個判斷依據，再由體徵採集器採集動物的血壓數據、心跳數據和體溫數據，形成動物體徵數據，形成動物健康的第三個判斷依據，使得動物狀態情況的判斷條件全面多樣，最後依據動物體徵數據、動物實時外觀和動物情緒將動物狀態情況分為輕微受傷、中度受傷、中重度受傷、健康和不健康，並確定動物的地理位置，顯示動物狀態情況和地理位置，達到監控管理動物健康的目的，可全方位、高精度的判斷動物狀態，從而提高了動物健康監控管理質量。
附圖說明
[0043]
附圖用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用於解釋本發明，並不構成對本發明的限制。
[0044]
圖1為本發明提出的一種動物健康監控管理方法的流程示意圖；
[0045]
圖2為本發明提出的一種動物健康監控管理系統的流程示意圖。
具體實施方式
[0046]
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。
[0047]
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0048]
實施例1：
[0049]
請參閱圖1，本發明提供一種技術方案：一種動物健康監控管理方法，該動物健康監控管理方法具體步驟如下：
[0050]
(1)安裝工作：將體徵採集器和拾音頭安裝於動物身體的表面，再將攝像頭安裝於
動物出沒範圍內；
[0051]
(2)準備資料庫：在雲端平臺中檢索動物名稱對應的叫聲情緒數據和健康體徵數據閾值，並存儲於資料庫中；
[0052]
(3)確定動物情緒：由步驟(1)中的拾音頭拾取動物叫聲，並計算生成頻域數據，其計算生成頻域數據的具體過程為：
[0053]ⅰ、採用數字濾波器對動物叫聲進行加重處理；
[0054]ⅱ、端點檢測，並採用交疊分段的方法將每一語音幀的幀尾與下一語音幀的幀頭重疊；
[0055]ⅲ、將語音幀乘以一個窗函數，其窗函數為：
[0056][0057]
n為每幀取樣點數；
[0058]ⅳ、採用快速傅立葉變換fft把語音幀由時域變換到頻域，即得頻域數據；
[0059]
再提取資料庫中的叫聲情緒數據，並爬取叫聲情緒數據中的目標頻域數據和動物情緒，並建立映射關係，並依據頻域數據分別計算目標頻域數據的相似度值，對比相似度值的大小，刪除較小相似度值，並排除較小相似度值所對應的目標頻域數據，最後保留最大相似度值所對應的目標頻域數據，依據映射關係，確定動物情緒，端點檢測基於短時能量和短時過零率來進行的；
[0060]
(4)採集動物實時外觀和動物體徵數據：由步驟(1)中攝像頭拍攝動物外觀和周圍環境，並結合攝像頭的地理坐標，形成圖片數據，再由圖片處理器提取圖片數據中的動物實時外觀，再由體徵採集器採集動物的血壓數據、心跳數據和體溫數據，形成動物體徵數據；
[0061]
(5)判斷動物狀態情況：依據動物體徵數據、動物實時外觀和動物情緒將動物狀態情況分為輕微受傷、中度受傷、中重度受傷、健康和不健康；
[0062]
(6)確定動物的地理位置：根據攝像頭的監控範圍，以地理坐標為圓心建立空間坐標系，在空間坐標系中選擇一個地理坐標點作為控制點，並將控制點對應攝像模塊的成像矩陣中的像素點，再以控制點和像素點為依據，根據投影變換和坐標轉換得到成像矩陣中其它像素點的地理坐標，根據動物所在的像素點導出動物的地理坐標，即得地理位置；
[0063]
(7)顯示動物狀態情況和地理位置。
[0064]
具體的，在確定動物情緒的過程中，通過上述操作可使動物情緒的判斷準確，避免對動物情緒產生錯誤判斷，從而可解讀來自動物本身的自我健康的反饋。
[0065]
實施例2：
[0066]
請參閱圖2，本發明提供一種技術方案：一種動物健康監控管理系統，包括拾音模塊、叫聲處理模塊、錄入模塊、雲端搜索模塊、資料庫、攝像模塊、圖片處理模塊、對比模塊、分析模塊、採集模塊、判斷模塊、地理位置分析模塊和顯示模塊；
[0067]
其中，雲端搜索模塊通過wifi與雲端平臺連接；攝像模塊與圖片處理模塊通信連接；採集模塊與分析模塊通信連接；拾音模塊與叫聲處理模塊通信連接，錄入模塊用於錄入監控的動物名稱，並發送至雲端搜索模塊；雲端搜索模塊依據云端平臺檢索動物名稱對應的叫聲情緒數據和健康體徵數據閾值；資料庫用於存儲叫聲情緒數據和健康體徵數據閾值；拾音模塊用於拾取動物叫聲；叫聲處理模塊用於處理動物叫聲，生成頻域數據；對比模
塊依據頻域數據對比叫聲情緒數據，確定動物情緒；其中，確定動物情緒的具體操作為：
[0068]
s1、提取資料庫中的叫聲情緒數據，並爬取叫聲情緒數據中的目標頻域數據和動物情緒，並建立映射關係；
[0069]
s2、依據頻域數據分別計算目標頻域數據的相似度值；
[0070]
s3、對比相似度值的大小，刪除較小相似度值，並排除較小相似度值所對應的目標頻域數據，最後保留最大相似度值所對應的目標頻域數據；
[0071]
s4、依據映射關係，確定動物情緒，並將動物情緒發送至判斷模塊；攝像模塊用於拍攝動物外觀和周圍環境，並結合攝像模塊的地理坐標形成圖片數據；圖片處理模塊提取圖片數據中的動物實時外觀和地理坐標；採集模塊用於採集動物體徵數據，並發送至分析模塊；分析模塊依據健康體徵數據閾值判斷動物體徵數據是否符合閾值，並發送至判斷模塊；動物情緒包括痛苦情緒和不痛苦情緒；動物實時外觀包括體表外觀和四肢外觀；動物體徵數據包括血壓數據、心跳數據和體溫數據；判斷模塊用於判斷動物狀態情況，具體為：
[0072]
ss1、記動物情緒不痛苦為a
+
、動物情緒痛苦為a-、動物體徵數據符合健康體徵數據閾值為b
+
、動物體徵數據不符合健康體徵數據閾值為b-、動物實時外觀正常為c
+
、動物實時外觀正常為c-；
[0073]
ss2、若a
+
、b
+
、c-，則動物輕微受傷，若a
+
、b
+
、c
+
，則動物健康；
[0074]
ss3、若a-、b-、c-，則動物中重度受傷，a
+
、b-、c
+
，則動物不健康；
[0075]
ss4、若a-、b
+
、c-，則動物中度受傷；
[0076]
地理位置分析模塊用於分析動物的地理位置，具體為：
[0077]
sss1、根據攝像模塊的監控範圍，以地理坐標為圓心建立空間坐標系；
[0078]
sss2、在空間坐標系中選擇一個地理坐標點作為控制點，並將控制點對應攝像模塊的成像矩陣中的像素點，再以控制點和像素點為依據，根據投影變換和坐標轉換得到成像矩陣中其它像素點的地理坐標；
[0079]
s4、根據動物所在的像素點導出動物的地理坐標，即得地理位置；
[0080]
顯示模塊用於顯示動物狀態情況和地理位置。
[0081]
具體的，在監控管理動物健康的過程中，由拾音頭確定動物情緒，從而形成動物健康的第一個判斷依據，再由攝像頭拍攝動物外觀和周圍環境，並結合攝像頭的地理坐標，形成圖片數據，並由圖片處理器提取圖片數據中的動物實時外觀，形成動物健康的第二個判斷依據，再由體徵採集器採集動物的血壓數據、心跳數據和體溫數據，形成動物體徵數據，形成動物健康的第三個判斷依據，使得動物狀態情況的判斷條件全面多樣，最後依據動物體徵數據、動物實時外觀和動物情緒將動物狀態情況分為輕微受傷、中度受傷、中重度受傷、健康和不健康，並確定動物的地理位置，顯示動物狀態情況和地理位置，達到監控管理動物健康的目的，可全方位、高精度的判斷動物狀態，從而提高了動物健康監控管理質量。
[0082]
本發明的工作原理及使用流程：將體徵採集器和拾音頭安裝於動物身體的表面，再將攝像頭安裝於動物出沒範圍內，再於雲端平臺中檢索動物名稱對應的叫聲情緒數據和健康體徵數據閾值，並存儲於資料庫中，完成前期準備過程，再由拾音頭拾取動物叫聲，並計算生成頻域數據，再提取資料庫中的叫聲情緒數據，並爬取叫聲情緒數據中的目標頻域數據和動物情緒，並建立映射關係，依據頻域數據分別計算目標頻域數據的相似度值，對比相似度值的大小，刪除較小相似度值，並排除較小相似度值所對應的目標頻域數據，最後保
留最大相似度值所對應的目標頻域數據，依據映射關係，確定動物情緒，從而形成動物健康的第一個判斷依據，再由攝像頭拍攝動物外觀和周圍環境，並結合攝像頭的地理坐標，形成圖片數據，並由圖片處理器提取圖片數據中的動物實時外觀，形成動物健康的第二個判斷依據，再由體徵採集器採集動物的血壓數據、心跳數據和體溫數據，形成動物體徵數據，形成動物健康的第三個判斷依據，使得動物狀態情況的判斷條件全面多樣，最後依據動物體徵數據、動物實時外觀和動物情緒將動物狀態情況分為輕微受傷、中度受傷、中重度受傷、健康和不健康，並確定動物的地理位置，顯示動物狀態情況和地理位置，達到監控管理動物健康的目的，可全方位、高精度的判斷動物狀態，從而提高了動物健康監控管理質量，完成操作。
[0083]
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。