【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于數據處理，自動化控制，具體涉及一種孵化機自適應翻轉控制方法及系統。
技術介紹
1、在孵化蛋的孵化過程中，如果孵化蛋長期保持固定位置胚胎會與蛋殼內膜發生黏連，導致胚胎發育異常或死亡，因此孵化機都配備翻轉孵化蛋的技術，通過翻轉技術周期性改變蛋的位置或者角度，避免這種黏連現象及其帶來的胚胎發育異常或死亡風險。在中大型的自動化孵化場景中，孵化機中的翻轉功能主要采用氣動翻轉技術，由于其原理是通過氣壓驅動實現對孵化蛋的精確翻轉，所以實現的翻轉動作具有平穩并且精確度高的優勢。
2、然而氣動翻轉技術應用的翻轉技術的作業模式屬于集體翻轉，即對數量較多的孵化蛋進行同時翻轉，這個翻轉過程中對所有孵化蛋進行相同的孵化翻轉動作配置，包括氣源壓力、氣流量、氣動執行器行程以及氣動閥門切換時間等，而由于孵化蛋在重量和蛋殼表面摩擦系數上存在差異，不同批次孵化蛋在翻轉過程中的實際翻轉效果會出現差異，實際翻轉效果通常指翻蛋過程中孵化蛋實際發生的翻轉角度與預設所需翻轉角度之間的匹配程度。這些孵化蛋在翻轉過程中出現的實際翻轉效果的差異性容易累積并誘發翻蛋控制失誤風險，翻蛋控制失誤風險指的是翻轉角度過大或者過小導致胚胎黏附在蛋殼內部的機會增大，當再次翻轉時更高風險地誘發孵化蛋內部損傷，出現內部損傷的原因是，孵化蛋的重心位置不同使得在翻轉時傾斜角度或滾動幅度不同，導致部分孵化蛋翻轉角度不足或過大，翻轉角度不足則引起胚胎黏附風險增加，翻轉角度過大時則內部結構可能因剪切力受損，最終不同批次之間翻轉的效果差異，導致部分批次出現更高的孵化失敗比例。因此亟需
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提出一種孵化機自適應翻轉控制方法及系統，以解決現有技術中所存在的一個或多個技術問題，至少提供一種有益的選擇或創造條件。
2、為了實現上述目的，根據本專利技術的一方面，提供一種孵化機自適應翻轉控制方法，所述方法包括以下步驟：
3、在孵化機中識別蛋托架，將其各個蛋托標記為翻轉位；
4、在翻轉位布置氣源傳感器和翻轉傳感器，并實時讀取相對翻轉量和氣源壓力；
5、通過相對翻轉量和氣源壓力構建翻轉推導模型并獲得翻轉不良風險；
6、根據翻轉不良風險自適應控制翻轉機流量閥。
7、進一步地，在孵化機中識別蛋托架，將其各個蛋托標記為翻轉位的方法是：孵化機中包括若干蛋托架，各個蛋托架分別獨立進行孵化蛋翻轉作業；將同一蛋托架上的各個蛋托分別記為翻轉位。
8、此處需分別設定翻轉位的目的是由于各個蛋托分別需要單獨進行數據采集，翻轉位的實際意義不僅僅代表一個蛋托在孵化架上的位置，其本質為計算機編程中的分析對象，因此通常還包括孵化架的編號，孵化蛋的種類、記錄蛋托采集的氣源壓力數據和相對翻轉量數據等。
9、進一步地，在翻轉位布置氣源傳感器和翻轉傳感器，并實時讀取相對翻轉量和氣源壓力的方法是：每當翻轉作業開始，則等間隔讀取相對翻轉量和氣源壓力，讀取間隔為0.05秒-0.2秒；其中氣源傳感器包括壓電式氣壓傳感器或者氣體流量計中的任意一種，通過氣源傳感器實時監測通過翻轉位的氣壓值，記為氣源壓力；翻轉傳感器包括旋轉編碼器、傾斜傳感器或激光傳感器中的任意一種，通過翻轉傳感器實時監測讀取間隔內翻轉位的翻轉角度，所有翻轉位的翻轉角度的平均值記為翻轉水平，各個翻轉位的翻轉角度與翻轉水平的比值記為相對翻轉量。
10、其中相對翻轉量和氣源壓力均在翻轉作業過程中測量，在后續構建翻轉推導模型計算翻轉不良風險的過程中，應將各次翻轉作業獲得的相對翻轉量和氣源壓力按照時間順序分別合并為連續的分析序列，即任一時刻的相對翻轉量構成的分析序列不局限于該時刻對應翻轉作業，還應延伸至其歷史各次翻轉作業獲得的相對翻轉量，分析中的氣源壓力數據同理。
11、一次翻轉作業指的是孵化機控制孵化架中所有孵化蛋進行一次完整的翻轉操作的過程，完整的翻轉操作后使得孵化蛋被翻轉45度-90度，其容錯量為2.5度-5度。
12、進一步地，翻轉傳感器還包括ccd攝像頭，通過ccd攝像頭采集讀取間隔前后的圖像，通過邊緣識別各個翻轉位對應區域并記為翻轉區域，利用圖像配準算法計算采集讀取間隔前后翻轉區域的翻轉角度，獲得翻轉位的翻轉角度。
13、進一步地，通過相對翻轉量和氣源壓力構建翻轉推導模型并獲得翻轉不良風險的方法是：將相對翻轉量和氣源壓力構成的二元組記為翻轉臨變數組；
14、設一個時間段作為監測時段tvcm,tvcm∈[0.25,2]分鐘；在監測時段內，將獲取翻轉臨變數組的時間刻度記為監測點；其中監測時段僅采納翻轉作業的時段。
15、對任一翻轉位，獲取各個監測點中翻轉臨變數組的相對翻轉量，并構成翻轉量狀態集riq；利用翻轉量狀態集獲得步差評估值trle的方法如下：
16、trle＝mean(crl(riq))×sigmoid(mean(crl(riq))/max(crl(riq)))；
17、其中crl(riq)為翻轉量狀態集中任一元素與其前一個元素的差值的集合，mean()與max()分別為取其中平均值的函數和取其中最大值的函數，sigmoid()為激活函數；任一元素的前一個元素指的是該任一元素對應監測點逆時間方向首個監測點對應的元素；
18、此處獲取步差評估值的原理實際上是通過對翻轉位在各個監測點的相對翻轉量進行分析，構成翻轉量狀態集riq，根據翻轉量狀態集riq來計算步差評估值，在獲取過程中，涉及到差分運算和sigmoid函數應用，可以有效地捕捉相對翻轉量在時間序列中的瞬時變化率，同時通過sigmoid激活函數對均值和最大值之比進行平滑處理能夠將數據壓縮到[0,1]范圍，抑制過大的波動的敏感性，反映更穩定的動態趨勢，步差評估值是一個復合指標，既考慮相對翻轉量的變化幅度，也考慮變化的穩定性，目的是量化孵化蛋在翻轉過程的持續穩定性，幫助識別出潛在的翻蛋控制失誤風險。
19、計算所有翻轉位對應步差評估值的均方根值，記為翻轉參考水平f_trle；將任一翻轉位選擇為當前翻轉位,對當前翻轉位各個監測點的翻轉臨變數組使用k-means聚類算法，將所有監測點劃分為若干簇，
20、任一監測點與其對應聚類中心的翻轉臨變數組之間的歐氏距離記為中心距離，將中心距離擁有最小值的監測點記為特征監測點kta；各個簇對應特征監測點的翻轉臨變數組構成集合并且記為特征點集合lst{kta}；
21、根據翻轉參考水平和特征監測點計算當前翻轉位的翻轉不良風險tfrs：
22、；
23、其中i1為監測時段內監測點的序號，tfrs(i1)和trle(i1)分別為第i1個監測點的翻轉不良風險和步差評估值，psd(i1,lst{kta})為特征點距離函數，通過特征點距離函數psd(i1,lst{kta})獲得的返回值為：第i1個監測點的翻轉臨變數組與特征點集合中的各元素的歐氏距離的平均值；ln本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種孵化機自適應翻轉控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種孵化機自適應翻轉控制方法，其特征在于，在孵化機中識別蛋托架，將其各個蛋托標記為翻轉位的方法是：孵化機中包括若干蛋托架，各個蛋托架分別獨立進行孵化蛋翻轉作業；將同一蛋托架上的各個蛋托分別記為翻轉位。
3.根據權利要求1所述的一種孵化機自適應翻轉控制方法，其特征在于，在翻轉位布置氣源傳感器和翻轉傳感器，并實時讀取相對翻轉量和氣源壓力的方法是：每當翻轉作業開始，則等間隔讀取相對翻轉量和氣源壓力，讀取間隔為0.05秒-0.2秒；其中氣源傳感器包括壓電式氣壓傳感器或者氣體流量計中的任意一種，通過氣源傳感器實時監測通過翻轉位的氣壓值，記為氣源壓力；翻轉傳感器包括旋轉編碼器、傾斜傳感器或激光傳感器中的任意一種，通過翻轉傳感器實時監測讀取間隔內翻轉位的翻轉角度，所有翻轉位的翻轉角度的平均值記為翻轉水平，各個翻轉位的翻轉角度與翻轉水平的比值記為相對翻轉量。
4.根據權利要求3所述的一種孵化機自適應翻轉控制方法，其特征在于，翻轉傳感器還包括CCD攝像頭，通過CCD攝像
5.根據權利要求1所述的一種孵化機自適應翻轉控制方法，其特征在于，通過相對翻轉量和氣源壓力構建翻轉推導模型并獲得翻轉不良風險的方法是：將相對翻轉量和氣源壓力構成的二元組記為翻轉臨變數組；設一個時間段作為監測時段TVCm,TVCm∈[0.25,2]分鐘；在監測時段內，將獲取翻轉臨變數組的時間刻度記為監測點；
6.根據權利要求1所述的一種孵化機自適應翻轉控制方法，其特征在于，通過相對翻轉量和氣源壓力構建翻轉推導模型并獲得翻轉不良風險的方法是：將相對翻轉量和氣源壓力構成的二元組記為翻轉臨變數組；設一個時間段作為監測時段TVCm,?取值范圍為TVCm∈[0.5,5]分鐘，將獲取翻轉臨變數組的時間刻度記為監測點；
7.根據權利要求1所述的一種孵化機自適應翻轉控制方法，其特征在于，根據翻轉不良風險自適應控制翻轉機流量閥的方法是：任一時刻采集各個孵化位的翻轉不良風險寫入序列，記為風險監測序列，通過箱型圖方法檢測風險監測序列中是否出現異常值，若異常值存在則標記該時刻為不良點，發生不良的各個翻轉位記為不良翻轉位；
8.一種孵化機自適應翻轉控制系統，其特征在于，所述一種孵化機自適應翻轉控制系統包括：處理器、存儲器及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1-7中任一項所述的一種孵化機自適應翻轉控制方法中的步驟，所述一種孵化機自適應翻轉控制系統運行于桌上型計算機、筆記本電腦、掌上電腦及云端數據中心的計算設備中。
...【技術特征摘要】
1.一種孵化機自適應翻轉控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種孵化機自適應翻轉控制方法，其特征在于，在孵化機中識別蛋托架，將其各個蛋托標記為翻轉位的方法是：孵化機中包括若干蛋托架，各個蛋托架分別獨立進行孵化蛋翻轉作業；將同一蛋托架上的各個蛋托分別記為翻轉位。
3.根據權利要求1所述的一種孵化機自適應翻轉控制方法，其特征在于，在翻轉位布置氣源傳感器和翻轉傳感器，并實時讀取相對翻轉量和氣源壓力的方法是：每當翻轉作業開始，則等間隔讀取相對翻轉量和氣源壓力，讀取間隔為0.05秒-0.2秒；其中氣源傳感器包括壓電式氣壓傳感器或者氣體流量計中的任意一種，通過氣源傳感器實時監測通過翻轉位的氣壓值，記為氣源壓力；翻轉傳感器包括旋轉編碼器、傾斜傳感器或激光傳感器中的任意一種，通過翻轉傳感器實時監測讀取間隔內翻轉位的翻轉角度，所有翻轉位的翻轉角度的平均值記為翻轉水平，各個翻轉位的翻轉角度與翻轉水平的比值記為相對翻轉量。
4.根據權利要求3所述的一種孵化機自適應翻轉控制方法，其特征在于，翻轉傳感器還包括ccd攝像頭，通過ccd攝像頭采集讀取間隔前后的圖像，通過邊緣識別各個翻轉位對應區域并記為翻轉區域，利用圖像配準算法計算采集讀取間隔前后翻轉區域的翻轉角度，獲得翻轉位的翻轉角度。
5.根據權利要求1所述的一種孵化機自適應翻轉控制方法，其特征在于，通過相...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐斌，田建軍，張廠，李瑩，李大剛，童雄，閔力，張志飛，
申請(專利權)人：廣東省農業科學院動物科學研究所，
類型：發明
國別省市：
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