活雞外觀信息檢測(cè)裝置研究

◎黃 歡 楊 揚(yáng)

（南京信息工程大學(xué) 210044）

一、研究背景

我國(guó)家禽產(chǎn)銷體系剛剛起步，大多數(shù)城市雖有大型養(yǎng)殖場(chǎng)，但銷售模式仍然是層層批發(fā)，活禽銷售。2013年以來(lái)，隨著禽流感病毒的出現(xiàn)，活禽養(yǎng)殖行業(yè)受到嚴(yán)重影響。禽流感的爆發(fā)還伴隨著人畜共患病現(xiàn)象的出現(xiàn)。各地限制活禽銷售后，開(kāi)始陸續(xù)推行“冰鮮雞”政策，活禽經(jīng)由屠宰場(chǎng)統(tǒng)一宰殺后進(jìn)入市場(chǎng)銷售。這一方式有效控制了禽流感的爆發(fā)與進(jìn)一步傳播，但也導(dǎo)致了家禽銷售產(chǎn)業(yè)，尤其是活雞銷售產(chǎn)業(yè)的一系列問(wèn)題。主要在于“冰鮮雞”政策打破了消費(fèi)者原有的購(gòu)買(mǎi)習(xí)慣，消費(fèi)者不能了解宰殺前活雞的具體情況，消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)欲望下降。

二、裝置運(yùn)行方案

（一）裝置整體結(jié)構(gòu)原理圖與運(yùn)行方案

圖1 活雞外觀信息檢測(cè)裝置原理圖

A模塊為裝置入口，模塊底部為傳送帶連續(xù)傳送活雞，入口處由人工或機(jī)器批量放入活雞，活雞經(jīng)傳送帶（直線式）緩慢傳送至B模塊處。

B模塊為旋轉(zhuǎn)門(mén)式“排隊(duì)”裝置，該裝置的設(shè)計(jì)目的是利用旋轉(zhuǎn)門(mén)把每只雞單獨(dú)隔開(kāi)，方便后期與挑選倉(cāng)模塊對(duì)接并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。該裝置與傳送帶模塊公用一套控制系統(tǒng)。當(dāng)接收到啟動(dòng)信號(hào)后，旋轉(zhuǎn)門(mén)自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)135°然后停止，當(dāng)再次接收到啟動(dòng)信號(hào)時(shí)再次旋轉(zhuǎn)135°，如此循環(huán)。該模塊主要功能是把活雞分開(kāi)單獨(dú)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)門(mén)隔倉(cāng)中。待旋轉(zhuǎn)至挑選倉(cāng)（C模塊）處時(shí)停止，待數(shù)據(jù)采集完畢后繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，將活雞送出。

C模塊為挑選倉(cāng)裝置，該裝置的設(shè)計(jì)目的是利用各類傳感器對(duì)活雞的挑選相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集以供記錄及處理。為提高生產(chǎn)效率設(shè)計(jì)有三個(gè)篩選倉(cāng)同時(shí)工作。由多個(gè)固定的攝像頭、壓力傳感器、電擊擊暈器等裝置組成。當(dāng)旋轉(zhuǎn)門(mén)裝置將活雞運(yùn)送、對(duì)接后，該裝置啟用，裝置會(huì)使用攝像頭對(duì)活雞關(guān)鍵部位即雞冠與雞爪進(jìn)行高清圖像采集，同時(shí)會(huì)啟動(dòng)壓力傳感器對(duì)活雞體重進(jìn)行稱量，若消費(fèi)者選擇購(gòu)買(mǎi)則使用電擊擊暈裝置對(duì)活雞電擊擊暈，方便運(yùn)出裝置后宰殺。

D模塊為裝置出口，模塊底部為傳送帶，用于傳出經(jīng)挑選后的活雞。

活雞經(jīng)人工從A模塊口放入，經(jīng)B模塊排隊(duì)后進(jìn)入C模塊待選，最后經(jīng)D模塊傳出，人工抓取后宰殺。

三、圖像采集及處理分析

雞冠也被稱為“肉冠”，是雞的皮膚的衍生物，是雞等鳥(niǎo)類頭部背側(cè)的肉質(zhì)隆起，缺乏羽毛，雄性的比雌性發(fā)達(dá)。雞冠的形狀輪廓仿佛人類的DNA序列，可作雞的身份ID。

雞冠的側(cè)面外輪廓可以看作一條二維的曲線，將方向向量作為DNA序列進(jìn)行進(jìn)一步的特征與差異性研究。提取輪廓上各點(diǎn)的斜率數(shù)據(jù)，并再次擬合成二維曲線，再進(jìn)一步將波形進(jìn)行水平伸縮和平移。消除拍攝角度帶來(lái)的波形差異性研究的影響。我們將圖像分為100段，每段取平均值作為特征值，用以下公式求其相關(guān)性：

不同的雞冠，雖然都有峰值與谷值，但是其排列順序、陡峭程度、峰谷之間的寬窄等特征都有所不同。而這些差別都可以在雞冠輪廓的一階導(dǎo)圖像中體現(xiàn)出來(lái)。尤其是在波形的中心部分?jǐn)M合度相當(dāng)高。同時(shí)，我們可以通過(guò)進(jìn)一步處理相位差得到擬合程度更好的波形圖。

四、結(jié)論

本文從實(shí)際出發(fā)設(shè)計(jì)了活雞外觀信息檢測(cè)裝置，解決“冰鮮雞”銷售中，宰殺前的活雞挑選的問(wèn)題，消費(fèi)者可借助該裝置線上選購(gòu)活雞，在活雞被宰殺后能通過(guò)對(duì)比雞冠數(shù)據(jù)了解所得“冰鮮雞”是否為當(dāng)初自己線上挑選的活雞，打消了消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的疑慮，促進(jìn)消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)欲望。