技术特征：
1.一种封闭式畜舍用地下刮粪及自动清粪系统，其特征在于，所述封闭式畜舍用地下刮粪及自动清粪系统包括：图像分析模块，与中央控制模块连接，用于基于处理后的图像进行分析判断是否需要刮粪；所述基于处理后的图像进行分析判断是否需要刮粪包括：获取处理后的畜舍图像，利用加权平均法将处理后的畜舍图像转换为灰度图；所述利用加权平均法将处理后的畜舍图像转换为灰度图包括：利用加权平均公式进行图像灰度化处理；所述加权平均公式为：g(i,j)＝0.299*r(i,j)+0.578*g(i,j)+0.114*b(i,j)其中：g(i,j)为表示(i,j)的灰度值；r(i,j)，g(i,j)，b(i，j)分别表示像素(i,j)在r、g、b颜色通道上的像素值；利用局部自适应二值化方法将灰度图进行二值化处理，得到二值化待分析图像；利用基于邻域信息的最大类间方差法对二值化图像进行地面与其他装置的分割；利用图像检测算法进行地面图像中粪便的检测，基于粪便的检测结果判断是否需要刮粪；调节模块，与中央控制模块连接，用于基于测距分析结果进行刮板与地面距离的调节；刮粪模块，与中央控制模块连接，用于利用紧贴地面双刮板结构进行畜舍刮粪处理；清理结果分析模块，与中央控制模块连接，用于基于采集的畜舍的图像数据判断此次清理是否干净，是否存在结块；结块定位模块，与中央控制模块连接，用于基于采集的图像确定结块所在位置；冲洗模块，与中央控制模块连接，用于当存在结块时，利用洒水器基于确定的结块位置进行定位洒水冲洗。2.如权利要求1所述封闭式畜舍用地下刮粪及自动清粪系统，其特征在于，所述封闭式畜舍用地下刮粪及自动清粪系统还包括：图像采集模块，与中央控制模块连接，用于利用摄像设备采集畜舍内的图像数据；图像处理模块，与中央控制模块连接，用于对采集的畜舍内的图像数据进行处理；中央控制模块，与图像采集模块、图像处理模块、图像分析模块、测距模块、测距分析模块、调节模块、刮粪模块、清理结果分析模块、结块定位模块、冲洗模块连接，用于利用控制器或单片机控制各个模块正常工作；测距模块，与中央控制模块连接，用于利用设置于刮板上的测距传感器测量刮板至地面的距离；测距分析模块，与中央控制模块连接，用于基于测距结果判断刮板是否紧贴地面。3.如权利要求2所述封闭式畜舍用地下刮粪及自动清粪系统，其特征在于，所述图像处理模块对采集的畜舍内的图像数据进行处理包括：获取采集的畜舍内的图像，并将所述采集的畜舍内的图像转换为灰度图像；根据所述灰度图像计算所述采集的畜舍内的图像的亮度分量，获得亮度分量直方图；对所述亮度分量直方图进行裁剪处理，获得所述亮度分量直方图的最大亮度分量值和最小量度分量值；根据所述最大亮度分量值和最小量度分量值以及所述灰度图像的灰度值计算增强对
比度后的待识别采集的畜舍内的图像。4.如权利要求3所述封闭式畜舍用地下刮粪及自动清粪系统，其特征在于，所述对亮度分量直方图进行裁剪处理，获得亮度分量直方图的最大亮度分量值和最小量度分量值包括：获取所述采集的畜舍内的图像的分辨率；根据所述分辨率和预设的双边裁剪大小值对所述亮度分量直方图的两端裁剪位置进行计算，获取裁剪参考值；根据所述裁剪参考值裁剪所述亮度分量直方图，获得所述亮度分量直方图的最大亮度分量值和最小量度分量值。5.如权利要求2所述封闭式畜舍用地下刮粪及自动清粪系统，其特征在于，所述测距模块利用设置于刮板上的测距传感器测量刮板至地面的距离包括：(1)对测距传感器进行误差补偿；利用误差补偿的测距传感器发出一定脉冲宽度的检测光；接收至地面的反射光信号；(2)判断是否检测到地面的距离信息；若有，则得到刮板至地面的距离；若没有，则将检测光的脉冲前移或脉冲后移。6.如权利要求5所述封闭式畜舍用地下刮粪及自动清粪系统，其特征在于，步骤(1)中，所述对测距传感器进行误差补偿包括：用待补偿的测距传感器测试若干个标定点处的距离，得到所述若干个点的实际距离与测试距离，绘制所述若干个点的坐标分布图；依次连接所述若干个点获得曲线,根据所述曲线变化趋势分为若干段，每段的曲线接近线性；依次采集所述测距传感器在各补偿点位置的测试距离，计算所述偏差值，生成所述各补偿点位置的补偿命令，并下发至所述测距传感器；所述测距传感器接收到所述补偿命令后，提取出距离信息，针对所述每段进行线性补偿公式计算；根据所述线性补偿公式计算的值对所述测距传感器进行分段距离补偿。7.如权利要求6所述封闭式畜舍用地下刮粪及自动清粪系统，其特征在于，所述测试距离与所述实际距离的差值为偏差值。8.如权利要求1所述封闭式畜舍用地下刮粪及自动清粪系统，其特征在于，所述图像检测具体过程为：在地面图像中，提取图像中粪便的图像特征，建立训练集；根据粪便特征数据，初步建立分类模型，对检测区域提取网络和目标检测网络做参数初始化；利用完备的数据集对训练数据进行扩充，得到检测区域提取模型和目标检测模型；根据建立的检测区域提取模型和目标检测模型，确定一定比例的窗口在图像中进行滑动，并对对应的区域作图像分类。9.如权利要求8所述封闭式畜舍用地下刮粪及自动清粪系统，其特征在于，所述图像特征提取的具体过程为：对图像进行灰度化处理，并调节图像的对比度，降低图像局部的阴影和光照变化所造
成的影响；确定图像中每个像素的梯度，捕获对应的轮廓信息；根据确定的梯度，对图像进行划分，并统计每个小区域的梯度直方图，对每个小区域进行描述；将几个小区域组成一个大区域块，将大区域块中的所有特征串联得到大区域块的描述，即得到图像的特征。10.如权利要求1所述封闭式畜舍用地下刮粪及自动清粪系统，其特征在于，所述局部自适应二值化方法具体过程为：设图像中每一点像素的灰度值为f(x，y)，f(x，y)∈{0，1，
…
，255}，设阈值为t(0≤t≤255)则：其中，g(x，y)表示二值化后图像中各个像素点的值，若g(x，y)＝1表示该点为目标；若g(x，y)＝0，表示该点为背景。
技术总结
本发明属于畜牧环境工程技术领域，公开了一种封闭式畜舍用地下刮粪及自动清粪系统，封闭式畜舍用地下刮粪及自动清粪系统包括：图像采集模块、图像处理模块、图像分析模块、中央控制模块、测距模块、测距分析模块、调节模块、刮粪模块、清理结果分析模块、结块定位模块、冲洗模块。本发明封闭式畜舍用地下刮粪及自动清粪系统特点是：全面彻底的清理畜舍内粪便，同时双层刮板能够保证粪便不会被压在地面上，利用水针对性处理结块，不仅能够节约水资源，保证清理的有效性，本发明自动化控制清粪能够提高清粪的效率。本发明通过一体化的系统实现了全自动的刮粪、清粪，实现了养殖业的粪污处理自动化、智能化清粪。智能化清粪。智能化清粪。
技术研发人员：张毅 班国勇 潘兰兵 莫凤银 高向芸
受保护的技术使用者：张毅
技术研发日：2021.07.06
技术公布日：2021/10/26