近日，機(jī)械與電子工程學(xué)院智能畜牧產(chǎn)業(yè)裝備與機(jī)器人團(tuán)隊(duì)在期刊《Computers and Electronics in Agriculture》在線發(fā)表了題為“Cattle-ES3D: A spatiotemporal feature fusion method for detecting tachypnea and salivation behaviors in beef cattle”的最新研究成果。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)為完成該論文的第一單位，田富洋教授為該論文的第一作者，于鎮(zhèn)偉副教授為該論文的通訊作者，張立印為該論文的學(xué)生第一作者。

肉牛的健康監(jiān)測是推動(dòng)肉牛行業(yè)向“高效、安全、可持續(xù)”轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵支撐。在健康監(jiān)測中，呼吸急促在牛中常與熱應(yīng)激、呼吸道疾病或代謝異常相關(guān)，流涎行為常與口腔疾病、中毒或神經(jīng)系統(tǒng)異常，所以對呼吸急促和流涎行為的檢測較為重要。然而，肉牛養(yǎng)殖密度大、遮擋嚴(yán)重，現(xiàn)有算法存在檢測精度低、計(jì)算冗余等問題。

圖1 肉牛行為檢測方法

針對以上問題，團(tuán)隊(duì)提出了一種基于巡檢機(jī)器人和時(shí)空特征融合算法（Cattle-ES3D）的肉牛呼吸急促和流涎行為檢測方法（圖1）。團(tuán)隊(duì)首先提出了一種混合架構(gòu)，將嵌入式空間金字塔網(wǎng)絡(luò)和SlowFast雙通路網(wǎng)絡(luò)集成在一起，實(shí)現(xiàn)肉牛行為時(shí)空特征的提取；其次，設(shè)計(jì)了自適應(yīng)時(shí)空特征融合同步模塊，實(shí)現(xiàn)時(shí)空特征的自適應(yīng)融合；最后，設(shè)計(jì)了一個(gè)輕量級的動(dòng)態(tài)檢測分支，通過時(shí)空動(dòng)態(tài)標(biāo)簽賦值驅(qū)動(dòng)的多維參數(shù)優(yōu)化機(jī)制，實(shí)現(xiàn)分類-回歸特征空間對齊和時(shí)間關(guān)聯(lián)約束。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法具有時(shí)空特征，提高了肉牛呼吸急促和流涎行為的檢測精度，降低了計(jì)算成本。

圖2 Cattle-ES3D檢測結(jié)果

該研究得到了“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目子課題的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compag.2025.110907

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波