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一种自动检测和校正动物行为的系统和方法与流程

萌宠菠菠乐园
2024-09-24 01:52

本发明涉及动物行为校正技术领域，具体为一种自动检测和校正动物行为的系统和方法。

背景技术：

为了校正动物的一些特定动作，比如狗狗吠叫扰民，市场上相应的出现了一些动物行为检测和校正的产品，如手动控制训狗器或自动控制止吠器。通常是在宠物狗身上戴上一个接受人为控制信号的接收器，当人们发现狗狗吠叫时，通过手持的控制器遥控操作宠物狗身上的接受器对狗狗进行振动、声音、电击或喷雾等警示，从而制止狗狗吠叫。

手动控制训狗器的缺点是需要人为检测和判断动物的行为，并人为操作和干预；自动控制止吠器虽然无需人为检测、判断和干预，但这种止吠器通常只依赖一种传感器或某些简单的动作特征进行判断和识别，经常判断不准或失误，给用户造成了很差的体验。例如，在宠物自动控制止吠器加装声音传感器，仅对宠物吠叫时的声音和强度等进行识别和判断，当周围环境出现相近或类似频率及足够强度的声音时，止吠产品也判断为该动物吠叫的声音，从而作出误动作，另外有些产品为了减少误动作，会设置动物吠叫声强度很高时才触发，但这样又降低了灵敏度，很可能已经较大的吠叫声也不能触发，因而也不能对宠物的吠叫声进行有效校正。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种自动检测和校正动物行为的系统和方法，解决了目前市场上常见的手动控制训狗器和自动控制止吠器，由于需要人为控制和判断不准确，造成误动作和灵敏度较差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动检测和校正动物行为的系统，包括声音信号采集模块和微控制单元，所述声音信号采集模块的输出端与声音信号处理模块的输入端电连接，所述微控制单元与声音信号处理模块、运动信号处理模块和脉搏信号处理模块均双向电连接，所述微控制单元的输出端与动作执行校正模块的输入端电连接，所述运动信号处理模块的输入端与运动信号采集模块的输出端电连接，所述脉搏信号处理模块的输入端与脉搏信号采集模块的输出端电连接。

所述声音信号处理模块包括阀门设置模块一和声音选频模块，所述声音选频模块的输出端与信号放大模块的输入端电连接，所述阀门设置模块一和信号放大模块的输出端均与对比模块一的输入端电连接，所述对比模块一的输出端与触发模块一的输入端电连接。

所述运动信号处理模块包括阀门设置模块二、多轴加速度测定模块、运动频率测定模块和振幅测定模块，所述阀门设置模块二、多轴加速度测定模块、运动频率测定模块和振幅测定模块的输出端均与对比模块二的输入端电连接，所述对比模块二的输出端与触发模块二的输入端电连接。

所述脉搏信号处理模块包括阀门设置模块三、血氧测定模块、心跳测定模块、血压测定模块和体温测定模块，所述阀门设置模块三、血氧测定模块、心跳测定模块、血压测定模块和体温测定模块的输出端均与对比模块三的输入端电连接，所述对比模块三的输出端与触发模块三的输入端电连接。

所述动作执行校正模块包括声音警示模块、振动警示模块和电击警示模块。

一种自动检测和校正动物行为的方法，包括以下步骤：

s1：运动信号采集：动物运动时会在不同的方向产生不同的加速度、振动频率和振动幅度，运动信号采集模块将动物运动产生的动作信号收集定传送至运动信号处理模块。

s2：运动阀门设置与运动信号对比：运动传感器采集动物运动时头和颈部在不同方向产生不同的加速度信号、振动频率和振动幅度，并将运动信号传递至对比模块二与预设的运动阀门参数进行对比。

s3：运动信号处理：若运动信号超出运动阀门参数，则对比模块二通过触发模块二传递指令给微控制单元，微控制单元被唤醒后马上启动声音信号采集模块，若运动信号未超出运动阀门参数，则触发模块二不作出应变。

s4：声音信号处理：声音信号采集模块采集声音信号并将指令传递至声音信号处理模块，声音选频模块选出有效的声音频率，经过信号放大模块放大后，通过对比模块一与预设的声音阀门参数对比，若超出预设声音阀门参数，则触发模块一传递指令至微控制单元使其应变，若声音信号未超出预设的声音阀门参数，则触发模块一不作出应变。

s5：脉搏信号采集：脉搏信号采集模块对动物的血氧参数、心跳、血压和体温进行监控，并将指令传递至脉搏信号处理模块。

s6：脉搏信号处理：血氧测定模块、心跳测定模块、血压测定模块和体温测定模块分别采集动物此时的血氧、心跳、血压和体温并与对应的脉搏阀门参数进行对比，若超出预设脉搏阀门参数，则触发模块三传递指令至微控制单元使其应变，若信号未超出预设的脉搏阀门参数，则触发模块三不作出应变。

s7：信号综合分析处理：若触发模块一、触发模块二和触发模块三中有两个或以上在相应时间内作出应变，微控制单元则发送指令使动作执行校正模块工作，否则不发送指令给动作执行校正模块。

s8：动物行为校正：动作执行校正模块工作，声音警示、振动警示、电击警示提示动物停止特定动作。

优选的，所述声音信号采集模块通过声音传感器采集信号。

优选的，在步骤s2中，所述运动传感器加速度的方向为x轴、y轴和z轴方向，即动物头颈的上下方向、前后方向和左右方向。

优选的，所述微控制单元为可编程单片机，且人工设定阀门设置模块一、阀门设置模块二和阀门设置模块三的参数。

优选的，所述动作执行校正模块包括喷雾警示。

(三)有益效果

本发明提供了一种自动检测和校正动物行为的系统和方法，具备以下有益效果：

(1)、本发明通过设置声音信号采集模块、声音信号处理模块、运动信号采集模块、运动信号处理模块、脉搏信号采集模块、脉搏信号处理模块和微控制单元，通过声音、运动和生理信号多种参数信息加以识别、筛选、分析和处理，并进行综合判断，可以比较有效和精准地判断出动物当时的特定动作行为，从而准确地作出地执行动作进行相应的行为校正，无需人为操作，方便使用，降低了失误率并提高了灵敏度，解决了目前市场上常见的手动控制训狗器和自动控制止吠器，由于需要人为控制和判断不准确，造成误动作和灵敏度较差的问题。

(2)、本发明通过设置阀门设置模块一、阀门设置模块二和阀门设置模块三，工作人员可以人为设置参数，可以针对不同动物、不同品种、不同年龄等动物的自身状况，相应改变参数范围，达到适用范围光的效果。

附图说明

图1为本发明系统原理图；

图2为本发明声音信号处理模块系统原理图；

图3为本发明运动信号处理模块系统原理图；

图4为本发明脉搏信号处理模块系统原理图；

图5为本发明动作执行校正模块系统原理图。

图中：1、声音信号采集模块；2、微控制单元；3、声音信号处理模块；301、阀门设置模块一；302、声音选频模块；303、信号放大模块；304、对比模块一；305、触发模块一；4、运动信号处理模块；401、阀门设置模块二；402、多轴加速度测定模块；403、运动频率测定模块；404、振幅测定模块；405、对比模块二；406、触发模块二；5、脉搏信号处理模块；501、阀门设置模块三；502、血氧测定模块；503、心跳测定模块；504、血压测定模块；505、体温测定模块；506、对比模块三；507、触发模块三；6、动作执行校正模块；601、声音警示模块；602、振动警示模块；603、电击警示模块；7、运动信号采集模块；8、脉搏信号采集模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-5所示，本发明提供一种技术方案：一种自动检测和校正动物行为的系统，包括声音信号采集模块1和微控制单元2，声音信号采集模块1的输出端与声音信号处理模块3的输入端电连接，微控制单元2与声音信号处理模块3、运动信号处理模块4和脉搏信号处理模块5均双向电连接，微控制单元2的输出端与动作执行校正模块6的输入端电连接，运动信号处理模块4的输入端与运动信号采集模块7的输出端电连接，脉搏信号处理模块5的输入端与脉搏信号采集模块8的输出端电连接。

声音信号处理模块3包括阀门设置模块一301和声音选频模块302，声音选频模块302的输出端与信号放大模块303的输入端电连接，阀门设置模块一301和信号放大模块303的输出端均与对比模块一304的输入端电连接，对比模块一304的输出端与触发模块一305的输入端电连接。

运动信号处理模块4包括阀门设置模块二401、多轴加速度测定模块402、运动频率测定模块403和振幅测定模块404，阀门设置模块二401、多轴加速度测定模块402、运动频率测定模块403和振幅测定模块404的输出端均与对比模块二405的输入端电连接，对比模块二405的输出端与触发模块二406的输入端电连接。

脉搏信号处理模块5包括阀门设置模块三501、血氧测定模块502、心跳测定模块503、血压测定模块504和体温测定模块505，阀门设置模块三501、血氧测定模块502、心跳测定模块503、血压测定模块504和体温测定模块505的输出端均与对比模块三506的输入端电连接，对比模块三506的输出端与触发模块三507的输入端电连接。

动作执行校正模块6包括声音警示模块601、振动警示模块602和电击警示模块603。

一种自动检测和校正动物行为的方法，包括以下步骤：

s1：运动信号采集：动物运动时会在不同的方向产生不同的加速度、振动频率和振动幅度，运动信号采集模块7将动物运动产生的动作信号收集定传送至运动信号处理模块4。

s2：运动阀门设置与运动信号对比：运动传感器采集动物运动时头和颈部在不同方向产生不同的加速度信号、振动频率和振动幅度，并将运动信号传递至对比模块二405与预设的运动阀门参数进行对比。

s3：运动信号处理：若运动信号超出运动阀门参数，则对比模块二405通过触发模块二406传递指令给微控制单元2，微控制单元2被唤醒后马上启动声音信号采集模块1，若运动信号未超出运动阀门参数，则触发模块二406不作出应变。

s4：声音信号处理：声音信号采集模块1采集声音信号并将指令传递至声音信号处理模块3，声音选频模块302选出有效的声音频率，经过信号放大模块303放大后，通过对比模块一304与预设的声音阀门参数对比，若超出预设声音阀门参数，则触发模块一305传递指令至微控制单元2使其应变，若声音信号未超出预设的声音阀门参数，则触发模块一305不作出应变，典型的犬吠频率范围设置为250hz-2khz，典型的扰民犬吠声阀值为90db-180db，将此范围之外的声音滤除，这样可以有效降低其它声音的干扰。

s5：脉搏信号采集：脉搏信号采集模块8对动物的血氧参数、心跳、血压和体温进行监控，并将指令传递至脉搏信号处理模块5。

s6：脉搏信号处理：血氧测定模块502、心跳测定模块503、血压测定模块504和体温测定模块505分别采集动物此时的血氧、心跳、血压和体温并与对应的脉搏阀门参数进行对比，若超出预设脉搏阀门参数，则触发模块三507传递指令至微控制单元2使其应变，若信号未超出预设的脉搏阀门参数，则触发模块三507不作出应变，典型的，犬吠血压比基准增大13％-28％，心跳比基准加快45％-58％。

s7：信号综合分析处理：若触发模块一305、触发模块二406和触发模块三507中有两个或以上在相应时间内作出应变，微控制单元2则发送指令使动作执行校正模块6工作，否则不发送指令给动作执行校正模块6，在此之前微控制单元2分析和处理工作在低功耗模式，可以节省电能。

s8：动物行为校正：动作执行校正模块6工作，声音警示、振动警示、电击警示提示动物停止特定动作。

作为本发明的一种技术优化方案，声音信号采集模块1通过声音传感器采集信号。

作为本发明的一种技术优化方案，运动传感器加速度的方向为x轴、y轴和z轴方向，即动物头颈的上下方向、前后方向和左右方向，z轴方向的加速度会最大，范围是4g-6g，x轴方向的加速度次之，范围是2g-4g，y轴方向的加速度最小，范围是0.2g-1g。

作为本发明的一种技术优化方案，微控制单元2为可编程单片机，且人工设定阀门设置模块一301、阀门设置模块二401和阀门设置模块三501的参数。

作为本发明的一种技术优化方案，动作执行校正模块6包括喷雾警示。

综上可得，本发明通过设置声音信号采集模块1、声音信号处理模块3、运动信号采集模块7、运动信号处理模块4、脉搏信号采集模块8、脉搏信号处理模块5和微控制单元2，解决了目前市场上常见的手动控制训狗器和自动控制止吠器，由于需要人为控制和判断不准确，造成误动作和灵敏度较差的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种自动检测和校正动物行为的系统和方法，涉及动物行为校正技术领域，该自动检测和校正动物行为的系统和方法，包括声音信号采集模块和微控制单元，所述声音信号采集模块的输出端与声音信号处理模块的输入端电连接，所述微控制单元与声音信号处理模块、运动信号处理模块和脉搏信号处理模块均双向电连接，所述微控制单元的输出端与动作执行校正模块的输入端电连接。本发明通过设置声音信号采集模块、声音信号处理模块、运动信号采集模块、运动信号处理模块、脉搏信号采集模块、脉搏信号处理模块和微控制单元，解决了目前市场上常见的手动控制训狗器和自动控制止吠器，由于需要人为控制和判断不准确，造成误动作和灵敏度较差的问题。

技术研发人员：李林显;李清辉;李小东;施晟秉
受保护的技术使用者：深圳派特科技有限公司
技术研发日：2019.06.11
技术公布日：2019.07.30