本技術(shù)涉及體尺測(cè)量，具體而言，涉及動(dòng)物體尺測(cè)量方法以及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、動(dòng)物體尺數(shù)據(jù)測(cè)量主要包括體高、體長(zhǎng)、胸圍和管圍等項(xiàng)目的測(cè)量。這些測(cè)量不僅用于了解動(dòng)物各部位的生長(zhǎng)發(fā)育情況和營(yíng)養(yǎng)狀況，還常用于科研、調(diào)查、育種和體重估計(jì)等方面。

2、傳統(tǒng)的動(dòng)物體尺測(cè)量方法，通過(guò)人工使用卷尺，將動(dòng)物固定再進(jìn)行測(cè)量，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度高，動(dòng)物應(yīng)激反應(yīng)大，同時(shí)動(dòng)物反抗也會(huì)影響測(cè)量精度。因此，實(shí)現(xiàn)動(dòng)物的無(wú)接觸、無(wú)應(yīng)激的體尺參數(shù)測(cè)量，有助于提升動(dòng)物福利，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的養(yǎng)殖模式。

3、非接觸式體尺測(cè)量技術(shù)在牛、豬、馬等家畜中得到了較好的發(fā)展。非接觸式家畜體尺測(cè)量一般利用圖像處理、機(jī)器學(xué)習(xí)以及傳感器技術(shù)進(jìn)行訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)。但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，圖像傳感器或者用于固定圖像傳感器的支架容易發(fā)生位移，導(dǎo)致測(cè)量精度及準(zhǔn)確度較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本技術(shù)實(shí)施例的目的在于提供一種動(dòng)物體尺測(cè)量方法以及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有的動(dòng)物體尺數(shù)據(jù)方法的測(cè)量精度及準(zhǔn)確度較低的技術(shù)問(wèn)題。

2、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種動(dòng)物體尺測(cè)量方法，所述方法應(yīng)用于包括數(shù)據(jù)處理裝置以及多個(gè)深度相機(jī)的動(dòng)物體尺測(cè)量系統(tǒng)；多個(gè)所述深度相機(jī)配置為安裝在限位欄的至少兩個(gè)不同方位上；所述方法包括：

3、在目標(biāo)動(dòng)物經(jīng)過(guò)所述限位欄的情況下，基于所述深度相機(jī)獲取所述目標(biāo)動(dòng)物的至少兩個(gè)不同方位上的深度圖像數(shù)據(jù)；

4、基于所述數(shù)據(jù)處理裝置，對(duì)所述深度圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲取初步點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

5、對(duì)所述初步點(diǎn)云數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的所述目標(biāo)動(dòng)物的點(diǎn)云位姿進(jìn)行修正，獲得修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

6、基于所述修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云重建，獲得所述目標(biāo)動(dòng)物的重建三維模型；

7、基于所述重建三維模型，獲取所述目標(biāo)動(dòng)物的體尺數(shù)據(jù)。

8、在上述的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，該動(dòng)物體尺測(cè)量方法通過(guò)在目標(biāo)動(dòng)物經(jīng)過(guò)所述限位欄的情況下，基于所述深度相機(jī)獲取所述目標(biāo)動(dòng)物的至少兩個(gè)不同方位上的深度圖像數(shù)據(jù)；基于所述數(shù)據(jù)處理裝置，對(duì)所述深度圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲取初步點(diǎn)云數(shù)據(jù)；對(duì)所述初步點(diǎn)云數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的所述目標(biāo)動(dòng)物的點(diǎn)云位姿進(jìn)行修正，獲得修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)；基于所述修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云重建，獲得所述目標(biāo)動(dòng)物的重建三維模型；基于所述重建三維模型，獲取所述目標(biāo)動(dòng)物的體尺數(shù)據(jù)。該動(dòng)物體尺測(cè)量方法通過(guò)對(duì)目標(biāo)動(dòng)物的點(diǎn)云位姿進(jìn)行修正，并基于修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云重建，可以提高基于重建三維模型所獲取的體尺數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。且通過(guò)對(duì)目標(biāo)動(dòng)物的點(diǎn)云位姿進(jìn)行修正，可以降低“由于圖像傳感器或者用于固定圖像傳感器的支架容易發(fā)生位移，所導(dǎo)致的測(cè)量偏差”，解決了現(xiàn)有的動(dòng)物體尺數(shù)據(jù)方法的測(cè)量精度及準(zhǔn)確度較低的技術(shù)問(wèn)題。

9、可選地，在本技術(shù)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括：安裝在所述限位欄的前后方位的識(shí)別設(shè)備，所述識(shí)別設(shè)備配置為識(shí)別經(jīng)過(guò)所述限位欄的所述目標(biāo)動(dòng)物身上的標(biāo)簽；所述在目標(biāo)動(dòng)物經(jīng)過(guò)所述限位欄的情況下，基于所述深度相機(jī)獲取所述目標(biāo)動(dòng)物的至少兩個(gè)不同方位上的深度圖像數(shù)據(jù)，包括：在所述識(shí)別設(shè)備識(shí)別到所述目標(biāo)動(dòng)物經(jīng)過(guò)所述限位欄的情況下，基于所述深度相機(jī)獲取所述目標(biāo)動(dòng)物的至少兩個(gè)不同方位上的深度圖像數(shù)據(jù)。

10、在上述的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，由于識(shí)別設(shè)備能夠識(shí)別經(jīng)過(guò)限位欄的目標(biāo)動(dòng)物身上的標(biāo)簽，可以在目標(biāo)動(dòng)物經(jīng)過(guò)限位欄的情況下，基于深度相機(jī)獲取到相應(yīng)目標(biāo)動(dòng)物的深度圖像數(shù)據(jù)，并將所獲取到的深度圖像數(shù)據(jù)與目標(biāo)動(dòng)物身上的標(biāo)簽相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了深度圖像數(shù)據(jù)與目標(biāo)動(dòng)物之間的準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)，進(jìn)而提高了所獲取的體尺數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

11、可選地，在本技術(shù)實(shí)施例中，所述基于所述重建三維模型，獲取所述目標(biāo)動(dòng)物的體尺數(shù)據(jù)，包括：對(duì)所述重建三維模型進(jìn)行切片處理，獲得多個(gè)點(diǎn)云切片截面；基于所述點(diǎn)云切片截面，計(jì)算體尺特征點(diǎn)之間的距離數(shù)據(jù)；根據(jù)所述體尺特征點(diǎn)之間的距離數(shù)據(jù)，獲取所述目標(biāo)動(dòng)物的體尺數(shù)據(jù)。

12、在上述的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，通過(guò)切片處理方式，可以獲取到目標(biāo)動(dòng)物不同部位的詳細(xì)截面數(shù)據(jù)，從而減少人為測(cè)量所導(dǎo)致的誤差，提高測(cè)量精度和效率；且點(diǎn)云切片能夠捕捉到動(dòng)物體表的細(xì)小特征，可以提高所測(cè)得的體尺數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。此外，切片處理方式適用于不同體型的動(dòng)物，提高了該動(dòng)物體尺測(cè)量方法的通用性。

13、可選地，在本技術(shù)實(shí)施例中，所述對(duì)所述初步點(diǎn)云數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的所述目標(biāo)動(dòng)物的點(diǎn)云位姿進(jìn)行修正，獲得修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)，包括：確定所述初步點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn)；其中，所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn)位于所述目標(biāo)動(dòng)物的旋轉(zhuǎn)軸線上；基于所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn)，確定所述目標(biāo)動(dòng)物的點(diǎn)云修正角度；基于所述點(diǎn)云修正角度對(duì)所述目標(biāo)動(dòng)物的點(diǎn)云位姿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)歸一化處理，獲得所述修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

14、在上述的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)目標(biāo)動(dòng)物的點(diǎn)云位姿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)歸一化處理，可以降低圖像傳感器發(fā)生位移所帶來(lái)的測(cè)量誤差，提高所測(cè)得的體尺數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

15、可選地，在本技術(shù)實(shí)施例中，所述修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)包括目標(biāo)點(diǎn)云和至少一組源點(diǎn)云；所述基于所述修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云重建，獲得所述目標(biāo)動(dòng)物的重建三維模型，包括：對(duì)所述源點(diǎn)云和所述目標(biāo)點(diǎn)云進(jìn)行粗配準(zhǔn)，獲得粗配準(zhǔn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)；對(duì)所述粗配準(zhǔn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行精配準(zhǔn)，獲得所述目標(biāo)動(dòng)物的重建三維模型。

16、在上述的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，通過(guò)粗配準(zhǔn)和精配準(zhǔn)相結(jié)合的方法，可以有效避免在迭代過(guò)程中陷入局部極值，在保證三維模型重建精度的同時(shí)，提高了三維模型的重建效率。

17、可選地，在本技術(shù)實(shí)施例中，所述對(duì)所述源點(diǎn)云和所述目標(biāo)點(diǎn)云進(jìn)行粗配準(zhǔn)，獲得粗配準(zhǔn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，包括：從所述修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)中確定一組非共線對(duì)應(yīng)點(diǎn)對(duì)；其中，所述非共線對(duì)應(yīng)點(diǎn)對(duì)包括：非共線源點(diǎn)對(duì)和與所述非共線源點(diǎn)對(duì)對(duì)應(yīng)的非共線目標(biāo)點(diǎn)對(duì)；求解所述非共線源點(diǎn)對(duì)與所述非共線目標(biāo)點(diǎn)對(duì)之間的變換矩陣；計(jì)算與所述變換矩陣所對(duì)應(yīng)的所述源點(diǎn)云和所述目標(biāo)點(diǎn)云之間的均方誤差值；在所述均方誤差值不滿足預(yù)設(shè)誤差條件的情況下，從所述修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)中重新確定一組新的非共線對(duì)應(yīng)點(diǎn)對(duì)；在所述均方誤差值滿足預(yù)設(shè)誤差條件的情況下，基于所述變換矩陣，對(duì)所述源點(diǎn)云和所述目標(biāo)點(diǎn)云進(jìn)行粗配準(zhǔn)，獲得所述粗配準(zhǔn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

18、在上述的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，通過(guò)粗配準(zhǔn)，可以為后續(xù)的精配準(zhǔn)提供良好的初始位置估計(jì)，從而在迭代過(guò)程中確立正確的初步點(diǎn)云對(duì)應(yīng)關(guān)系，避免后續(xù)迭代陷入局部極值，以提高整體的配準(zhǔn)精度。

19、可選地，在本技術(shù)實(shí)施例中，所述粗配準(zhǔn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)包括目標(biāo)點(diǎn)云以及與所述源點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的配準(zhǔn)點(diǎn)云；所述源點(diǎn)云包括多個(gè)所述源數(shù)據(jù)點(diǎn)；

20、所述對(duì)所述粗配準(zhǔn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行精配準(zhǔn)，獲得所述目標(biāo)動(dòng)物的重建三維模型，包括：從所述源點(diǎn)云中確定一個(gè)目標(biāo)源數(shù)據(jù)點(diǎn)；基于與所述目標(biāo)源數(shù)據(jù)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的配準(zhǔn)數(shù)據(jù)點(diǎn)，確定相應(yīng)的精配準(zhǔn)點(diǎn)云；其中，所述精配準(zhǔn)點(diǎn)云包括所述配準(zhǔn)數(shù)據(jù)點(diǎn)以及所述配準(zhǔn)點(diǎn)云中的與所述配準(zhǔn)數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的距離小于或等于預(yù)設(shè)距離閾值的鄰近數(shù)據(jù)點(diǎn)；求解所述目標(biāo)源數(shù)據(jù)點(diǎn)與所述精配準(zhǔn)點(diǎn)云中所有數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的初始配準(zhǔn)矩陣；基于與每一所述初始配準(zhǔn)矩陣所對(duì)應(yīng)的所述配準(zhǔn)點(diǎn)云和所述目標(biāo)點(diǎn)云之間的距離值，確定中間配準(zhǔn)矩陣；在所述中間配準(zhǔn)矩陣不滿足預(yù)設(shè)配準(zhǔn)條件的情況下，從所述源點(diǎn)云中重新確定一個(gè)新的目標(biāo)源數(shù)據(jù)點(diǎn)；在所述中間配準(zhǔn)矩陣滿足預(yù)設(shè)配準(zhǔn)條件的情況下，將所述中間配準(zhǔn)矩陣確定為精配準(zhǔn)矩陣；基于所述精配準(zhǔn)矩陣，對(duì)所述源點(diǎn)云和所述目標(biāo)點(diǎn)云進(jìn)行精配準(zhǔn)，獲得所述目標(biāo)動(dòng)物的重建三維模型。

21、可選地，在本技術(shù)實(shí)施例中，所述深度圖像數(shù)據(jù)包括多個(gè)像素坐標(biāo)以及每一所述像素坐標(biāo)的深度數(shù)據(jù)；所述對(duì)所述深度圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲取初步點(diǎn)云數(shù)據(jù)，包括：基于所述深度相機(jī)的內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)，分別確定相機(jī)坐標(biāo)系與深度圖像坐標(biāo)系之間的第一變換關(guān)系以及世界坐標(biāo)系與相機(jī)坐標(biāo)系之間的第二變換關(guān)系；基于所述第一變換關(guān)系和所述第二變換關(guān)系，確定與所述像素坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的世界坐標(biāo)；根據(jù)與所述世界坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的深度數(shù)據(jù)，獲取所述初步點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

22、在上述的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，通過(guò)相機(jī)坐標(biāo)系與深度圖像坐標(biāo)系之間的第一變換關(guān)系以及世界坐標(biāo)系與相機(jī)坐標(biāo)系之間的第二變換關(guān)系，可以確定出與像素坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的世界坐標(biāo)，進(jìn)而根據(jù)與世界坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的深度數(shù)據(jù)，獲取到相應(yīng)的初步點(diǎn)云數(shù)據(jù)，為目標(biāo)動(dòng)物的三維模型重建提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。

23、可選地，在本技術(shù)實(shí)施例中，所述基于所述修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云重建，獲得所述目標(biāo)動(dòng)物的重建三維模型，包括：對(duì)所述修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，獲得預(yù)處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)，包括：采用直通濾波和ransac算法去除所述修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的噪點(diǎn)數(shù)據(jù)，利用三次樣條差值算法對(duì)所述修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行修補(bǔ)，并利用條件-體素濾波盒子對(duì)所述修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行下采樣處理，獲得所述預(yù)處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)；其中，所述條件-體素濾波盒子包括條件濾波器和體素濾波器；基于所述預(yù)處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云重建，獲得所述目標(biāo)動(dòng)物的重建三維模型。

24、在上述的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，通過(guò)采用直通濾波和ransac算法可以去除修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的噪點(diǎn)數(shù)據(jù)，提升點(diǎn)云數(shù)據(jù)的質(zhì)量，提高點(diǎn)云數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。利用三次樣條差值算法對(duì)所述修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行修補(bǔ)，可以提高數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性；而通過(guò)條件-體素濾波盒子對(duì)修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行下采樣處理，可以濾除由噪聲所引起的孤立點(diǎn)，進(jìn)一步減少噪聲數(shù)據(jù)對(duì)重建三維模型的影響，以提高所測(cè)得的體尺數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

25、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種動(dòng)物體尺測(cè)量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)處理裝置以及多個(gè)深度相機(jī)；其中，多個(gè)所述深度相機(jī)配置為安裝在限位欄的至少兩個(gè)不同方位上；

26、所述深度相機(jī)配置為，在目標(biāo)動(dòng)物經(jīng)過(guò)所述限位欄的情況下，獲取所述目標(biāo)動(dòng)物的至少兩個(gè)不同方位上的深度圖像數(shù)據(jù)；

27、所述數(shù)據(jù)處理裝置配置為，對(duì)所述深度圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲取初步點(diǎn)云數(shù)據(jù)；對(duì)所述初步點(diǎn)云數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的所述目標(biāo)動(dòng)物的點(diǎn)云位姿進(jìn)行修正，獲得修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)；基于所述修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云重建，獲得所述目標(biāo)動(dòng)物的重建三維模型；基于所述重建三維模型，獲取所述目標(biāo)動(dòng)物的體尺數(shù)據(jù)。

28、可選地，在本技術(shù)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括：安裝在所述限位欄的前后方位的識(shí)別設(shè)備，所述識(shí)別設(shè)備配置為識(shí)別經(jīng)過(guò)所述限位欄的所述目標(biāo)動(dòng)物身上的標(biāo)簽；所述深度相機(jī)具體配置為，在所述識(shí)別設(shè)備識(shí)別到所述目標(biāo)動(dòng)物經(jīng)過(guò)所述限位欄的情況下，獲取所述目標(biāo)動(dòng)物的至少兩個(gè)不同方位上的深度圖像數(shù)據(jù)。

29、本技術(shù)的有益效果至少包括：該動(dòng)物體尺測(cè)量方法通過(guò)對(duì)目標(biāo)動(dòng)物的點(diǎn)云位姿進(jìn)行修正，并基于修正點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云重建，可以提高基于重建三維模型所獲取的體尺數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。且通過(guò)對(duì)目標(biāo)動(dòng)物的點(diǎn)云位姿進(jìn)行修正，可以降低“由于圖像傳感器或者用于固定圖像傳感器的支架容易發(fā)生位移，所導(dǎo)致的測(cè)量偏差”，解決了現(xiàn)有的動(dòng)物體尺數(shù)據(jù)方法的測(cè)量精度及準(zhǔn)確度較低的技術(shù)問(wèn)題。