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

背景技術(shù)：

1、動物體尺數(shù)據(jù)測量主要包括體高、體長、胸圍和管圍等項目的測量。這些測量不僅用于了解動物各部位的生長發(fā)育情況和營養(yǎng)狀況，還常用于科研、調(diào)查、育種和體重估計等方面。

2、傳統(tǒng)的動物體尺測量方法，通過人工使用卷尺，將動物固定再進行測量，不僅勞動強度高，動物應(yīng)激反應(yīng)大，同時動物反抗也會影響測量精度。因此，實現(xiàn)動物的無接觸、無應(yīng)激的體尺參數(shù)測量，有助于提升動物福利，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的養(yǎng)殖模式。

3、非接觸式體尺測量技術(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量一般利用圖像處理、機器學(xué)習(xí)以及傳感器技術(shù)進行訓(xùn)練實現(xiàn)。但是在實際應(yīng)用過程中，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)致測量精度及準確度較低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

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

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

3、在目標動物經(jīng)過所述限位欄的情況下，基于所述深度相機獲取所述目標動物的至少兩個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，對所述深度圖像數(shù)據(jù)進行處理，獲取初步點云數(shù)據(jù)；

5、對所述初步點云數(shù)據(jù)所對應(yīng)的所述目標動物的點云位姿進行修正，獲得修正點云數(shù)據(jù)；

6、基于所述修正點云數(shù)據(jù)進行點云重建，獲得所述目標動物的重建三維模型；

7、基于所述重建三維模型，獲取所述目標動物的體尺數(shù)據(jù)。

8、在上述的實現(xiàn)過程中，該動物體尺測量方法通過在目標動物經(jīng)過所述限位欄的情況下，基于所述深度相機獲取所述目標動物的至少兩個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，對所述深度圖像數(shù)據(jù)進行處理，獲取初步點云數(shù)據(jù)；對所述初步點云數(shù)據(jù)所對應(yīng)的所述目標動物的點云位姿進行修正，獲得修正點云數(shù)據(jù)；基于所述修正點云數(shù)據(jù)進行點云重建，獲得所述目標動物的重建三維模型；基于所述重建三維模型，獲取所述目標動物的體尺數(shù)據(jù)。該動物體尺測量方法通過對目標動物的點云位姿進行修正，并基于修正點云數(shù)據(jù)進行點云重建，可以提高基于重建三維模型所獲取的體尺數(shù)據(jù)的準確度。且通過對目標動物的點云位姿進行修正，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)致的測量偏差”，解決了現(xiàn)有的動物體尺數(shù)據(jù)方法的測量精度及準確度較低的技術(shù)問題。

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

10、在上述的實現(xiàn)過程中，由于識別設(shè)備能夠識別經(jīng)過限位欄的目標動物身上的標簽，可以在目標動物經(jīng)過限位欄的情況下，基于深度相機獲取到相應(yīng)目標動物的深度圖像數(shù)據(jù)，并將所獲取到的深度圖像數(shù)據(jù)與目標動物身上的標簽相關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)了深度圖像數(shù)據(jù)與目標動物之間的準確對應(yīng)，進而提高了所獲取的體尺數(shù)據(jù)的準確度。

11、可選地，在本技術(shù)實施例中，所述基于所述重建三維模型，獲取所述目標動物的體尺數(shù)據(jù)，包括：對所述重建三維模型進行切片處理，獲得多個點云切片截面；基于所述點云切片截面，計算體尺特征點之間的距離數(shù)據(jù)；根據(jù)所述體尺特征點之間的距離數(shù)據(jù)，獲取所述目標動物的體尺數(shù)據(jù)。

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

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

14、在上述的實現(xiàn)過程中，通過對目標動物的點云位姿進行旋轉(zhuǎn)歸一化處理，可以降低圖像傳感器發(fā)生位移所帶來的測量誤差，提高所測得的體尺數(shù)據(jù)的準確性。

15、可選地，在本技術(shù)實施例中，所述修正點云數(shù)據(jù)包括目標點云和至少一組源點云；所述基于所述修正點云數(shù)據(jù)進行點云重建，獲得所述目標動物的重建三維模型，包括：對所述源點云和所述目標點云進行粗配準，獲得粗配準點云數(shù)據(jù)；對所述粗配準點云數(shù)據(jù)進行精配準，獲得所述目標動物的重建三維模型。

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

17、可選地，在本技術(shù)實施例中，所述對所述源點云和所述目標點云進行粗配準，獲得粗配準點云數(shù)據(jù)，包括：從所述修正點云數(shù)據(jù)中確定一組非共線對應(yīng)點對；其中，所述非共線對應(yīng)點對包括：非共線源點對和與所述非共線源點對對應(yīng)的非共線目標點對；求解所述非共線源點對與所述非共線目標點對之間的變換矩陣；計算與所述變換矩陣所對應(yīng)的所述源點云和所述目標點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，從所述修正點云數(shù)據(jù)中重新確定一組新的非共線對應(yīng)點對；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，對所述源點云和所述目標點云進行粗配準，獲得所述粗配準點云數(shù)據(jù)。

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

19、可選地，在本技術(shù)實施例中，所述粗配準點云數(shù)據(jù)包括目標點云以及與所述源點云對應(yīng)的配準點云；所述源點云包括多個所述源數(shù)據(jù)點；

20、所述對所述粗配準點云數(shù)據(jù)進行精配準，獲得所述目標動物的重建三維模型，包括：從所述源點云中確定一個目標源數(shù)據(jù)點；基于與所述目標源數(shù)據(jù)點所對應(yīng)的配準數(shù)據(jù)點，確定相應(yīng)的精配準點云；其中，所述精配準點云包括所述配準數(shù)據(jù)點以及所述配準點云中的與所述配準數(shù)據(jù)點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；求解所述目標源數(shù)據(jù)點與所述精配準點云中所有數(shù)據(jù)點之間的初始配準矩陣；基于與每一所述初始配準矩陣所對應(yīng)的所述配準點云和所述目標點云之間的距離值，確定中間配準矩陣；在所述中間配準矩陣不滿足預(yù)設(shè)配準條件的情況下，從所述源點云中重新確定一個新的目標源數(shù)據(jù)點；在所述中間配準矩陣滿足預(yù)設(shè)配準條件的情況下，將所述中間配準矩陣確定為精配準矩陣；基于所述精配準矩陣，對所述源點云和所述目標點云進行精配準，獲得所述目標動物的重建三維模型。

21、可選地，在本技術(shù)實施例中，所述深度圖像數(shù)據(jù)包括多個像素坐標以及每一所述像素坐標的深度數(shù)據(jù)；所述對所述深度圖像數(shù)據(jù)進行處理，獲取初步點云數(shù)據(jù)，包括：基于所述深度相機的內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)，分別確定相機坐標系與深度圖像坐標系之間的第一變換關(guān)系以及世界坐標系與相機坐標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所對應(yīng)的世界坐標；根據(jù)與所述世界坐標所對應(yīng)的深度數(shù)據(jù)，獲取所述初步點云數(shù)據(jù)。

22、在上述的實現(xiàn)過程中，通過相機坐標系與深度圖像坐標系之間的第一變換關(guān)系以及世界坐標系與相機坐標系之間的第二變換關(guān)系，可以確定出與像素坐標所對應(yīng)的世界坐標，進而根據(jù)與世界坐標所對應(yīng)的深度數(shù)據(jù)，獲取到相應(yīng)的初步點云數(shù)據(jù)，為目標動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)實施例中，所述基于所述修正點云數(shù)據(jù)進行點云重建，獲得所述目標動物的重建三維模型，包括：對所述修正點云數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，獲得預(yù)處理點云數(shù)據(jù)，包括：采用直通濾波和ransac算法去除所述修正點云數(shù)據(jù)中的噪點數(shù)據(jù)，利用三次樣條差值算法對所述修正點云數(shù)據(jù)中的缺失數(shù)據(jù)進行修補，并利用條件-體素濾波盒子對所述修正點云數(shù)據(jù)進行下采樣處理，獲得所述預(yù)處理點云數(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)處理點云數(shù)據(jù)進行點云重建，獲得所述目標動物的重建三維模型。

24、在上述的實現(xiàn)過程中，通過采用直通濾波和ransac算法可以去除修正點云數(shù)據(jù)中的噪點數(shù)據(jù)，提升點云數(shù)據(jù)的質(zhì)量，提高點云數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。利用三次樣條差值算法對所述修正點云數(shù)據(jù)中的缺失數(shù)據(jù)進行修補，可以提高數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性；而通過條件-體素濾波盒子對修正點云數(shù)據(jù)進行下采樣處理，可以濾除由噪聲所引起的孤立點，進一步減少噪聲數(shù)據(jù)對重建三維模型的影響，以提高所測得的體尺數(shù)據(jù)的準確性。

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

26、所述深度相機配置為，在目標動物經(jīng)過所述限位欄的情況下，獲取所述目標動物的至少兩個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，對所述深度圖像數(shù)據(jù)進行處理，獲取初步點云數(shù)據(jù)；對所述初步點云數(shù)據(jù)所對應(yīng)的所述目標動物的點云位姿進行修正，獲得修正點云數(shù)據(jù)；基于所述修正點云數(shù)據(jù)進行點云重建，獲得所述目標動物的重建三維模型；基于所述重建三維模型，獲取所述目標動物的體尺數(shù)據(jù)。

28、可選地，在本技術(shù)實施例中，所述系統(tǒng)還包括：安裝在所述限位欄的前后方位的識別設(shè)備，所述識別設(shè)備配置為識別經(jīng)過所述限位欄的所述目標動物身上的標簽；所述深度相機具體配置為，在所述識別設(shè)備識別到所述目標動物經(jīng)過所述限位欄的情況下，獲取所述目標動物的至少兩個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：該動物體尺測量方法通過對目標動物的點云位姿進行修正，并基于修正點云數(shù)據(jù)進行點云重建，可以提高基于重建三維模型所獲取的體尺數(shù)據(jù)的準確度。且通過對目標動物的點云位姿進行修正，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)致的測量偏差”，解決了現(xiàn)有的動物體尺數(shù)據(jù)方法的測量精度及準確度較低的技術(shù)問題。