基于MEMS傳感器的奶牛姿態(tài)識別研究
發(fā)布時間:2021-03-02 11:12
傳統(tǒng)奶牛養(yǎng)殖業(yè)中,主要依靠人工檢測方法去發(fā)現(xiàn)和記錄奶牛的發(fā)情和健康狀況。然而,隨著規(guī);⒓s化和智能化養(yǎng)殖的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的人工檢驗方式已不能滿足大規(guī)模養(yǎng)殖的需要。近年來,國內(nèi)外學(xué)者利用信息化技術(shù)主要對奶牛發(fā)情檢測方面做了相關(guān)探索,國外已經(jīng)具有對奶牛發(fā)情檢測的相關(guān)商業(yè)化產(chǎn)品,該類產(chǎn)品主要是通過檢測奶牛運動步數(shù)作為奶牛發(fā)情的依據(jù),但由于只針對奶牛的運動步數(shù)檢測而忽略了奶牛姿態(tài)的變化,使得該類產(chǎn)品只能對奶牛的發(fā)情進行檢測,不能通過奶牛運動姿態(tài)的變化對奶牛健康狀況做出有效判斷。本論文主要研究了基于微機電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical System,MEMS)傳感器的奶牛姿態(tài)識別。利用MEMS感器對奶牛的姿態(tài)信息進行采集,并通過多傳感器數(shù)據(jù)融合算法解算出奶牛姿態(tài)角度,隨后根據(jù)奶牛姿態(tài)的時域和頻域特性,設(shè)計奶牛姿態(tài)識別算法,從而達(dá)到識別奶牛姿態(tài)的目的。首先,本文設(shè)計了基于MEMS傳感器的奶牛運動姿態(tài)采集系統(tǒng)硬件平臺,該平臺主要包括姿態(tài)識別器(由三軸加速計、三軸陀螺儀和磁力計傳感器為主體的傳感器采集節(jié)點)和LoRa網(wǎng)關(guān)。其中奶牛姿態(tài)識別器佩戴于奶牛頸部,LoRa網(wǎng)關(guān)安裝于...
【文章來源】:重慶郵電大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:104 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
Afitag和Rescounter計步器
笱?妒墾?宦畚?第 2 章 奶牛姿態(tài)識別相關(guān)原理7圖 2.1 載體坐標(biāo)系示意圖2.1.2 姿態(tài)角定義姿態(tài)角反映了物體的載體坐標(biāo)系相對于導(dǎo)航坐標(biāo)系的空間轉(zhuǎn)動關(guān)系,在導(dǎo)航學(xué)理論中,通常使用航向角(Yaw)、俯仰角(Pitch)和翻滾角(Roll)描述載體的姿態(tài)角信息[29]。如圖 2.2 所示,以奶牛頸部為例,載體姿態(tài)角可以定義為:圖 2.2 姿態(tài)角示意圖航向角(Yaw):奶牛頸部繞載體坐標(biāo)系bZ 軸進行旋轉(zhuǎn),載體坐標(biāo)系的bY 軸在導(dǎo)航坐標(biāo)系n nX OY 平面上的投影與nY 軸之間的夾角,定義繞 軸順時針旋轉(zhuǎn)方向為正,其定義域為 0°~360°。俯仰角(Pitch):奶牛頸部繞載體坐標(biāo)系bX 軸進行旋轉(zhuǎn),載體坐標(biāo)系的 軸在導(dǎo)航坐標(biāo)系n nY OZ 平面上的投影與 軸之間的夾角,定義繞bX 軸順時針旋轉(zhuǎn)方向為正
7圖 2.2 姿態(tài)角示意圖奶牛頸部繞載體坐標(biāo)系bZ 軸進行旋轉(zhuǎn),載體面上的投影與nY 軸之間的夾角,定義繞 軸°~360°。:奶牛頸部繞載體坐標(biāo)系bX 軸進行旋轉(zhuǎn),載平面上的投影與 軸之間的夾角,定義繞X-90°~90°。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Rotorcraft with a 3DOF Rigid Manipulator:Quaternion-based Modeling and Real-time Control Tolerant to Multi-body Couplings[J]. J.Alvarez-Munoz,N.Marchand,J.F.Guerrero-Castellanos,J.J.Tellez-Guzman,J.Escareno,M.Rakotondrabe. International Journal of Automation and Computing. 2018(05)
[2]國務(wù)院辦公廳關(guān)于推進奶業(yè)振興保障乳品質(zhì)量安全的意見[J]. 張院萍,劉源. 中國畜牧業(yè). 2018(13)
[3]Dynamic modeling and simulation of deploying process for space solar power satellite receiver[J]. Tingting YIN,Zichen DENG,Weipeng HU,Xindong WANG. Applied Mathematics and Mechanics(English Edition). 2018(02)
[4]基于PID改進型互補濾波[J]. 季元揚,陳躍東,陳孟元. 控制工程. 2017(05)
[5]精準(zhǔn)畜牧業(yè)中動物信息智能感知與行為檢測研究進展[J]. 何東健,劉冬,趙凱旋. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2016(05)
[6]中國奶牛不同養(yǎng)殖模式效率的隨機前沿分析——來自7省50縣監(jiān)測數(shù)據(jù)的證據(jù)[J]. 郜亮亮,李棟,劉玉滿,劉宇. 中國農(nóng)村觀察. 2015(03)
[7]基于MPU6050傳感器的哺乳期母豬姿態(tài)識別方法[J]. 閆麗,沈明霞,姚文,陸明洲,劉龍申,肖安磊. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2015(05)
[8]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的奶牛個體身份識別方法[J]. 趙凱旋,何東健. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2015(05)
[9]中國畜牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究進展[J]. 熊本海,楊振剛,楊亮,潘曉花. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2015(S1)
[10]基于模糊逼近計算視覺算法的奶牛體重測量[J]. 張立倩. 科技通報. 2013(11)
博士論文
[1]基于多傳感器融合的室內(nèi)機器人自主導(dǎo)航方法研究[D]. 張文.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]基于MARG傳感器的AHRS關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李翔.西安電子科技大學(xué) 2013
[3]中國奶牛養(yǎng)殖模式及其效率研究[D]. 李棟.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2013
碩士論文
[1]四軸飛行器飛控系統(tǒng)的設(shè)計和研究[D]. 李強.南昌大學(xué) 2018
[2]基于LoRaWAN和多傳感器的奶牛計步及姿態(tài)檢測系統(tǒng)設(shè)計[D]. 李輝.內(nèi)蒙古大學(xué) 2018
[3]四軸飛行器控制系統(tǒng)設(shè)計與研究[D]. 茹巖.華東交通大學(xué) 2017
[4]基于多MEMS傳感器數(shù)據(jù)融合的室內(nèi)定位算法的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 賈森.東南大學(xué) 2017
[5]基于MEMS傳感器的人體動作捕獲裝置設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 陳俊杰.重慶郵電大學(xué) 2017
[6]計步器在荷斯坦奶牛群體生理健康水平監(jiān)測中的應(yīng)用[D]. 蔣曉新.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[7]項目管理信息系統(tǒng)在移動4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的應(yīng)用[D]. 孟泓羽.吉林大學(xué) 2016
[8]基于MEMS的高精度姿態(tài)檢測系統(tǒng)設(shè)計[D]. 劉萍.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[9]基于MEMS低成本微型捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D]. 王守寬.北京理工大學(xué) 2016
[10]基于決策樹支持向量機的豬只姿態(tài)分類與異常行為分析[D]. 謝徵.太原理工大學(xué) 2015
本文編號:3059164
【文章來源】:重慶郵電大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:104 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
Afitag和Rescounter計步器
笱?妒墾?宦畚?第 2 章 奶牛姿態(tài)識別相關(guān)原理7圖 2.1 載體坐標(biāo)系示意圖2.1.2 姿態(tài)角定義姿態(tài)角反映了物體的載體坐標(biāo)系相對于導(dǎo)航坐標(biāo)系的空間轉(zhuǎn)動關(guān)系,在導(dǎo)航學(xué)理論中,通常使用航向角(Yaw)、俯仰角(Pitch)和翻滾角(Roll)描述載體的姿態(tài)角信息[29]。如圖 2.2 所示,以奶牛頸部為例,載體姿態(tài)角可以定義為:圖 2.2 姿態(tài)角示意圖航向角(Yaw):奶牛頸部繞載體坐標(biāo)系bZ 軸進行旋轉(zhuǎn),載體坐標(biāo)系的bY 軸在導(dǎo)航坐標(biāo)系n nX OY 平面上的投影與nY 軸之間的夾角,定義繞 軸順時針旋轉(zhuǎn)方向為正,其定義域為 0°~360°。俯仰角(Pitch):奶牛頸部繞載體坐標(biāo)系bX 軸進行旋轉(zhuǎn),載體坐標(biāo)系的 軸在導(dǎo)航坐標(biāo)系n nY OZ 平面上的投影與 軸之間的夾角,定義繞bX 軸順時針旋轉(zhuǎn)方向為正
7圖 2.2 姿態(tài)角示意圖奶牛頸部繞載體坐標(biāo)系bZ 軸進行旋轉(zhuǎn),載體面上的投影與nY 軸之間的夾角,定義繞 軸°~360°。:奶牛頸部繞載體坐標(biāo)系bX 軸進行旋轉(zhuǎn),載平面上的投影與 軸之間的夾角,定義繞X-90°~90°。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Rotorcraft with a 3DOF Rigid Manipulator:Quaternion-based Modeling and Real-time Control Tolerant to Multi-body Couplings[J]. J.Alvarez-Munoz,N.Marchand,J.F.Guerrero-Castellanos,J.J.Tellez-Guzman,J.Escareno,M.Rakotondrabe. International Journal of Automation and Computing. 2018(05)
[2]國務(wù)院辦公廳關(guān)于推進奶業(yè)振興保障乳品質(zhì)量安全的意見[J]. 張院萍,劉源. 中國畜牧業(yè). 2018(13)
[3]Dynamic modeling and simulation of deploying process for space solar power satellite receiver[J]. Tingting YIN,Zichen DENG,Weipeng HU,Xindong WANG. Applied Mathematics and Mechanics(English Edition). 2018(02)
[4]基于PID改進型互補濾波[J]. 季元揚,陳躍東,陳孟元. 控制工程. 2017(05)
[5]精準(zhǔn)畜牧業(yè)中動物信息智能感知與行為檢測研究進展[J]. 何東健,劉冬,趙凱旋. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2016(05)
[6]中國奶牛不同養(yǎng)殖模式效率的隨機前沿分析——來自7省50縣監(jiān)測數(shù)據(jù)的證據(jù)[J]. 郜亮亮,李棟,劉玉滿,劉宇. 中國農(nóng)村觀察. 2015(03)
[7]基于MPU6050傳感器的哺乳期母豬姿態(tài)識別方法[J]. 閆麗,沈明霞,姚文,陸明洲,劉龍申,肖安磊. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2015(05)
[8]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的奶牛個體身份識別方法[J]. 趙凱旋,何東健. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2015(05)
[9]中國畜牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究進展[J]. 熊本海,楊振剛,楊亮,潘曉花. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2015(S1)
[10]基于模糊逼近計算視覺算法的奶牛體重測量[J]. 張立倩. 科技通報. 2013(11)
博士論文
[1]基于多傳感器融合的室內(nèi)機器人自主導(dǎo)航方法研究[D]. 張文.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]基于MARG傳感器的AHRS關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李翔.西安電子科技大學(xué) 2013
[3]中國奶牛養(yǎng)殖模式及其效率研究[D]. 李棟.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2013
碩士論文
[1]四軸飛行器飛控系統(tǒng)的設(shè)計和研究[D]. 李強.南昌大學(xué) 2018
[2]基于LoRaWAN和多傳感器的奶牛計步及姿態(tài)檢測系統(tǒng)設(shè)計[D]. 李輝.內(nèi)蒙古大學(xué) 2018
[3]四軸飛行器控制系統(tǒng)設(shè)計與研究[D]. 茹巖.華東交通大學(xué) 2017
[4]基于多MEMS傳感器數(shù)據(jù)融合的室內(nèi)定位算法的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 賈森.東南大學(xué) 2017
[5]基于MEMS傳感器的人體動作捕獲裝置設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 陳俊杰.重慶郵電大學(xué) 2017
[6]計步器在荷斯坦奶牛群體生理健康水平監(jiān)測中的應(yīng)用[D]. 蔣曉新.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[7]項目管理信息系統(tǒng)在移動4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的應(yīng)用[D]. 孟泓羽.吉林大學(xué) 2016
[8]基于MEMS的高精度姿態(tài)檢測系統(tǒng)設(shè)計[D]. 劉萍.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[9]基于MEMS低成本微型捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D]. 王守寬.北京理工大學(xué) 2016
[10]基于決策樹支持向量機的豬只姿態(tài)分類與異常行為分析[D]. 謝徵.太原理工大學(xué) 2015
本文編號:3059164
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