(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 202210503234.2 (22)申请日 2022.05.10 (71)申请人 扬州大学 地址 225009 江苏省扬州市大 学南路88号 (72)发明人 戴悦　朱毅　孙小兵　杨章平　 沙志清　鹿永博　江文静　 (74)专利代理 机构 南京苏科专利代理有限责任 公司 32102 专利代理师 董旭东　季雯 (51)Int.Cl. G06V 10/44(2022.01) G06V 10/764(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01)G06V 10/82(2022.01) H04N 5/225(2006.01) G01S 19/42(2010.01) G01D 5/245(2006.01) B62D 63/02(2006.01) (54)发明名称 一种检测禽类生命体征的智能小车及其云 端管理方法 (57)摘要 本发明公开了一种检测禽类生命体征智能 小车的云端管理方法， 包括1） 云端通过嵌入式控 制板下达巡航指令给智能小车， 小车绕着养殖场 随机运动； 2） 通过智能小车的压电式传感器进行 数据采集， 通过编码器脉冲信号判断小车是否碰 撞到障碍物； 3） 智能小车在行进路途中碰到障碍 物时通过摄像头获取障碍物图片， 并通过图像识 别模块进行图像种类识别处理； 4） 通过智能小车 的GPS模块进行确认无生命体征的禽类的位置信 息， 并上传至云端。 一种检测禽类生命体征智能 小车， 包括嵌入式控制板、 GPS 模块、 4G通信模块、 驱动模块和图像识别模块和压电式传感器。 本发 明能够减少人畜接触、 保障工作人员安全的前提 下， 获取禽类的生命体征状态， 判断禽类的健康 状况。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 114821108 A 2022.07.29 CN 114821108 A 1.一种检测禽类生命体征智能小车的云端管理方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1） 云端通过嵌入式控制板下达 巡航指令给智能小车， 小车绕着养殖场随机运动； 步骤2） 通过智能小车的压电式传感器进行数据采集， 通过编码器脉冲信号判断小车是 否碰撞到障碍物； 步骤3） 智能小车在行进路途中碰到障碍物时通过摄像头获取障碍物图片， 并通过图像 识别模块进行图像种类识别处理； 判断碰撞到的障碍物是养殖场的设备还是禽类， 若是禽 类， 判断禽类是否有生命体征； 步骤4） 通过智能小车的GPS模块进行确认无生命体征的禽类的位置信息， 并上传至云 端。 2.根据权利要求1所述的一种检测禽类生命体征智能小车的云端管理方法， 其特征在 于， 所述步骤1） 具体包括： 步骤1‑1） 将向前、 向后、 向左、 向右的指令分别打包到四个函数中； 步骤1‑2） 设计智能小车的运行路线时， 在主函数中随机调用步骤1 ‑1） 中所述的四个函 数， 给他们设置不同的参数来控制小 车在该方向上的运动距离； 每次调用主函数时， 四个函 数的调用顺序、 调用次数以及设置的参数都是在一定范围内随机的， 使小车 的运动路径是 随机且能跨越整个养殖场； 步骤1‑3） 在移动端或PC端下达前进指令， 智能小车在接收指令后， 嵌入式控制板调用 主函数， 小车 前进。 3.根据权利要求1所述的一种检测禽类生命体征智能小车的云端管理方法， 其特征在 于， 所述步骤2） 具体包括： 步骤2‑1） 根据增量式编码器的特性， 利用编码器Z相的脉冲信号计算小车实时的运行 速度， 编码器 每转一圈发送一次脉冲信号， 同时车轮也旋转 一圈； 步骤2‑2） 智能小车运动时， 编码器实时返回小车的速度， 当小车速度为0时， 驱动模块 终止， 图像识别模块启动。 4.根据权利要求1所述的一种检测禽类生命体征智能小车的云端管理方法， 其特征在 于， 所述步骤3） 具体包括： 步骤3‑1） 嵌入式控制板控制图像识别模块的启动， 摄像头自动拍摄障碍物的照片， 并 将照片上传云端； 图像识别模块运用的库为OpenCV， 在图像识别模块投入实验使用前， 利用 OpenCV库对禽类图片进行训练， 训练结果采用二分类的方式， 禽类照片结果为1， 其它照片 结果为0； 训练好的模型部署到在线平台的后台， 当小车有捕获到的图片上传时， 平台调用 该模型判断图片中是否包 含有禽类的实体； 步骤3‑2） 若是判断结果为0， 智能小车的驱动模块启动， 主函数再次调用向前、 向后、 向 左、 向右的函数， 控制智能小车绕开障碍物； 若是判断结果为1， 即障碍物为禽类， 驱动模块 启动， 多次调用向前、 向后的函数， 使智能小车 前后运动， 以实现小车对禽类的大力碰撞； 步骤3‑3） 再次调用图像识别 模块， 摄像头拍摄当前图片， 并将图片上传云端， 平台调用 模型判断图片中是否包含有禽类的实体； 若是结果为0， 则表示该禽类受到惊 吓， 已经离开 现场； 若是 结果为1， 则表示该禽类无生命体征， 则启动GP S模块。 5.根据权利要求1所述的一种检测禽类生命体征智能小车的云端管理方法， 其特征在 于， 所述步骤3‑2） 具体包括：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114821108 A 2步骤3‑2‑1） 定义动力函数， 通过PWM的changedut ycycle函数控制， 若x=0.2， y=0则为前 进forward()； 若x= 0， y=0.2则为后退back ward()； 若x= 0， y=0则停止stop()； 步骤3‑2‑2） 定义方向函数， 通过uservo.set_servo_angle根据x的值进行左右转动， 若 x=‑20则向左转 left （ ） ， 若x=20， 则向右转right （ ） ； 步骤3‑2‑3） 定义定位函数， 采用serial库连接比特率为9600的串口并调用， 获取当前 位置信息， 经 数据处理后得经度纬度； 步骤3‑2‑4） 定义连接数据库， 使用pymysql库， 给host、 port、 db、 user、 password变量赋 值， 连接云数据库； 步骤3‑2‑5） 定义拍照函数， 通过控制 树莓控制库里的fswebcam函数， 调用串口diveo0 进行拍照； 步骤3‑2‑6） 读取判断变量judge值， judge是判断是否为有障碍物的变量， 若为0则后 退， 绕开障碍物； 若为1， 则重复向前试探3次； 利用定义过的拍照函数， 拍照并上传到云端， 云端图像识别， 调取实际判断physical 值， 若为1则禽类已死 亡， 若为0则未 死亡。 6.根据权利要求1所述的一种检测禽类生命体征智能小车的云端管理方法， 其特征在 于， 所述步骤4） 具体包括： 步骤4‑1） 为了获取智能小车的位置信息， 利用python 中的seri al库来获取小车的经纬 度； 调用串口获取GPS输出的数据； 嵌入式控制板将每次转换成功的经纬度传到数据库， 平 台从数据库读取每一次的经纬度信息， 再调用地图API， 即可获取无生命体征的禽类的位置 信息； 随后， 前端将该位置信息发送给养殖场管理者； 步骤4‑2） GPS模块停止， 启动驱动模块， 主函数再 次调用向前、 向后、 向左、 向右的函数， 控制小车绕开障碍物； 步骤4‑3） 不断重复此 过程， 直至走完整个路线。 7.一种检测禽类生命体征的智能小车， 其特征在于， 包括嵌入式控制板、 GPS模块、 4G通 信模块、 驱动模块和图像识别模块和压电式传感器； 所述嵌入式控制板用于根据养殖场的场地状况， 通过GPS数据处理和导航算法控制智 能小车按指定 路线行驶； 接收GPS信号， 经 处理实现对GPS信号的跟踪、 锁定、 测量； 接收压电 式传感器的压力值信号， 并将接受到的信号数据上传至云端； 所述GPS模块用于向嵌入式控制板发送GP S导航定位信息； 所述驱动模块用于驱动小车主动轮电机的正转和反转， 使智能小车能够向前、 向后、 向 左、 向右前 行； 所述压电式传感器安装在小车四周， 用于将外界碰撞情况转化成模拟信号， 经过放大 电路和 AD 模数转换器转换成数字信号交给嵌入式控制板进行处 理； 所述4G通信模块用于将压电式传感器接收到的数据上传到mysql数据库中， 使移动端 或PC端能够观测到实时的压力数据； 所述图像识别模块用于判断摄像头自动拍摄到障碍物的照片是否是禽类， 并将照片上 传云端。 8.根据权利要求7所述的一种检测禽类生命体征的智能小车， 其特征在于， 所述嵌入式 控制板通过RS485接口与压电式传感器电连接； 所述 嵌入式控制板与4G通信模块电连接， 所 述4G通信模块与4G网卡相连接 。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114821108 A 3