基于三轴加速度传感器的山羊行为特征识别研究

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1、万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文1．2国内外研究现状分析1．2．1现代家畜养殖业发展中国是家畜养殖业起源最早的国家之一。在我国，家畜养殖业的发展模型也产生的变化：从一开始以家庭为基本单位形成的一些小规模分散经营模式向着规模化、集约化养殖模式转变。在家畜养殖业起源之初，牧民主要分布在江河流域附近，他们完全依靠于气候、土壤条件及比较适宜的天然草场进行放牧。但随着人口的增多，家庭式养殖业逐渐演变成两个模式：圈养饲喂为主的农区养殖业和依靠草场资源半放牧饲养的牧区养殖业。这个时期的农民生产力水平比较低下，圈养饲喂和牧区放牧

2、主要以单一经营和自给自足为主，生产力水平也不耐10】，它们依然属于传统的家畜养殖业。并且这种养殖方式带来了生产粗放等诸多问题、标准化程度低、良种化程度参差不齐等诸多问题，并且严重制约了中国畜牧业的持续健康发展。改革开发以后，随着现代化农业的推广，中国的家畜养殖业开始有了新的春天，主要的家畜农产品也从供不应求逐渐转变为基本平衡。近年来，家畜养殖业的现代化发展越来越迅速，畜产品的供给状况更能有效反映一个国家的农业消费水平和营养水平。所以，在2005年，国家对山羊、奶牛、生猪、肉羊等家畜实施畜牧良种补贴政策，并且为农民、牧民

3、提供家畜养殖机械购置补贴、农资综合直接补贴；2007年，国家开始建立标准化、规模化的养猪场和波尔山羊养殖小区【111。为家畜养殖业的发展不断提供应对策略，这对于提高农牧民养殖积极性、保证畜产品供给发挥了重要的作用。因此，积极发展专业化、规划化、集约化和标准化的养殖环境符合我国的国情，也符合现代农业对动物福利的要求。在发达国家，家畜养殖业在农业产业结构中的所占的比重也超过了50％。总之，无论是国外，还是国内，随着科技技术与学术研究的不断增强，迫切要求改善传统的“头痛医头，脚痛医脚”的行为疾病处理方式，为了解决规模化集约化

4、养殖技术层面的问题，人们不断追求高效养殖和经济利益的同时，越来越关注动物行为特征与行为疾病之间的研究。如现代家畜养殖业中常见的蛋鸡啄羽、仔猪咬尾等与正常行为相悖的异常行为【12】。从动物福利的概念出发，可知动物福利的判定是可以预知的。对动物福利的指标研究也就随之变得迫切起来。目前研究学者对动物福利指标的分类大致相同：主要有生理2万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文指标、生产指标、心理指标、免疫指标和行为指标。其中动物的行为指标将作为本论文研究的重点。动物行为指标的研究主要着重于对异常行为的研究。异常行为出现的次数少于

5、整个活动时间的5％，表明动物福利好；反之，表明动物福利变差；若异常行为出现的时间达到或者超过整个活动时间的40％，表明动物福利极差。因此要想提升动物福利的状态，就要求对动物的行为特征进行分类识别研究。因此，对动物行为特征的分类与识别研究成为国家乃至全球对动物福利管理最关注的问题之一。1．2．2行为特征识别技术研究随着规模化、集约化畜牧养殖场饲养密度的增加，养殖环境恶劣且不易控制，农牧民饲养的动物大多处于亚健康或不健康状态，疾病频繁发生。特别是在山羊群的饲养过程中，它们相对其他复胃食草动物而言，发病初期或者小病往往不易察

6、觉。而且目前关于山羊的行为特征研究却仅局限于昼夜间活动节律的统计学研究，并没有学者对山羊的日常行为特征与疾病发生的相关性进行研究，本文将借鉴学者对人类及其他动物行为特征的识别技术对山羊的行为进行分类建模。目前主要的行为特征识别技术主要有以下四种方法：(1)传统观察法该方法主要依靠的是人工观测和量化畜禽行为，主要依赖饲养员的直觉和经验来判断山羊的正常体态与非正常体态，最终判定行为与疾病的关系。此方法常应用于对动物习性和昼夜间行为活动节律的研究。Lf-,女n，牛小莹等从事畜牧科学的研究人员‘131在甘南半农半牧区对欧拉羊与

7、山谷型藏羊的适应性做对比试验的时候采用的就是观察法，试验结果显示各项指标正常，最终引种获得成功。另外，刘振生等博士后研究团体也利用瞬时扫描取样等观察采样的方法对动物行为活动的生物或非生物因子进行研究，试验结果显示贺兰山岩羊昼间行为都会表现出一定的统计学特性【14】。传统观察法的观察结果真实自然，对它的研究可细分为直接观察法和间接观察法。但是此方法的缺点和弊端也很明显：此方法不但耗费大量的人力，而且人工观察存在主观性，很难建立统一的行为监测标准，并且此方法无法长时间连续不间断地进行监测，监测过程中极易造成人为错误，监测指

8、标过于主观。所以随着现代电子技术和计算机技术的发展，该方法已经渐渐的淡出视线，但是对于野生动物或者放牧动物的习性和行为活动节律研究还是有一定帮助的。3万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文(2)视频(图像)采集与处理技术为了克服传统观察法的定性武断、耗时费力等诸多问题，研究学者们引入了视频(图像)采集与处理技术[151。ETire