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计算机视觉和Ultralytics YOLO11在动物监测中的作用

Abirami Vina

5 分钟阅读

2025年1月7日

了解计算机视觉和 Ultralytics YOLO11 如何加强畜牧管理、兽医研究和野生动物保护工作中的动物监测。

动物是我们生活中不可或缺的一部分。它们提供陪伴、维持生计,并帮助维持生态系统的平衡。从支持社区的牲畜到带来慰藉的宠物,再到维护自然和谐的野生动物,它们的健康和福祉至关重要。照顾动物是保护我们的星球并为每个人建设可持续未来的关键。

然而,照顾动物并不总是那么简单,监测它们的健康状况往往会带来重大挑战。它可能涉及劳动密集型、侵入性和耗时的任务,这可能导致延迟干预并增加疾病爆发的风险。野生动物监测尤其具有挑战性,因为过于靠近进行评估可能会扰乱自然行为,并对研究人员和动物构成风险。

人工智能 (AI) 和计算机视觉等先进技术正越来越多地被用于应对与动物福利相关的挑战。计算机视觉任务(如目标检测和图像分类)使跟踪和监测动物变得更加容易。像 Ultralytics YOLO11 这样的计算机视觉模型是可靠、准确且灵活的动物监测工具,有助于确保及时干预并获得更好的结果。

在本文中,我们将深入探讨计算机视觉和 YOLO11 如何改变我们监测动物及其健康的方式。

动物监测的重要性

过去,动物福利和健康主要通过传统的手工观察方法进行监测。虽然这些方法仍在沿用,但随着时间的推移,已经演变为先进的、技术驱动的方法。如今,诸如视觉 AI 和机器学习等 AI 驱动技术可以在动物监测中发挥重要作用。 

在深入探讨如何利用人工智能之前,让我们先来了解一下传统的和先进的动物监测方法。

动物监测的传统方法 

在人工智能广泛应用之前,动物健康监测主要依赖于人类的专业知识。人们使用标准方法,如目视检查、身体检查和人工记录,来跟踪动物的健康状况,包括农民、牧场主和牲畜饲养员定期观察动物,以识别疾病迹象,如嗜睡、食欲变化、社交行为变化和异常分泌物。

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图 1. 一位农民在监测牛群时做笔记。

同时,经验丰富的兽医会使用触诊、听诊、检查体温和评估身体状况等方法来检查动物的健康状况。 

虽然这些方法有所帮助,但它们也可能反映出明显的局限性。它们可能耗时、难以扩展且并不总是准确。人工检查在很大程度上依赖于人员的经验和注意力,从而导致结果不一致。同样,依赖纸质记录使得分析趋势或识别模式变得困难,并且容易出错。随着农场和动物护理需求的增长,这些传统方法正变得越来越不切实际,突显了对更高效解决方案的需求。

动物监测的视觉支持方法 

计算机视觉集成到上述一些传统流程中,重新定义了动物监测。借助摄像头、无人机和传感器等工具,现在可以从农场、野生动物保护区和家庭中持续捕获高质量的图像和视频。可以使用 YOLO11 等高级模型来分析这些数据,以检测动物、跟踪它们的活动并识别健康问题的迹象,例如不良姿势、受伤或异常行为。

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图 2. 使用 YOLO11 监控牛群。

这些系统还可以帮助监测喂养习惯、活动水平和社交互动,以便及早发现问题。通过将传统方法与尖端技术相结合,计算机视觉为农民、兽医和研究人员提供了详细的见解和可操作的警报,以便他们能够快速有效地做出响应。 

YOLO11 如何增强动物监测

YOLO11 是 Ultralytics 最新的、最先进的 YOLO 模型,与之前的版本相比,在性能和适应性方面都有了显著的改进。它的准确性和效率使其成为与动物监测相关的复杂自动化任务的理想选择。

以下是 YOLO11 的一些主要功能的详细介绍:

  • 实时推理:YOLO11 可以高速处理图像和视频,非常适合需要快速检测动物异常行为的应用,例如突发性动作变化、躁动或攻击行为。
  • 精确率 该模型可用于同时高精度地检测多个动物,即使在拥挤的牲畜农场或密集的野生动物保护区等具有挑战性的环境中也是如此。
  • 适应性:YOLO11 可以针对特定任务进行定制训练,以与不同的动物物种(如牛、家禽和珍稀野生动物)一起使用。这种灵活性确保了它可以用于广泛的应用。
  • 边缘 AI兼容性:YOLO11 专为高效部署而设计,可在无人机或智能手机等低功耗设备上无缝运行,也可部署在云平台上以执行更严苛的任务。

计算机视觉和 YOLO11 在动物监测中的应用

YOLO11 可以实现一系列与动物监测相关的应用。让我们来探索一些真实世界的用例,了解计算机视觉如何真正改变我们跟踪、分析和监测动物健康和福祉的方式。

智慧农业中的畜牧管理

在畜牧管理中,检测诸如跛足、受伤或疾病症状等健康问题至关重要。YOLO11凭借其目标跟踪和姿态估计功能,可以分析牲畜的视频片段,并识别可能表明健康问题的异常行为或身体迹象。例如,YOLO11可以经过训练来检测步态、姿势或运动模式的细微变化,从而及早发现潜在的肌肉骨骼问题。

另一个有趣的例子是使用与 YOLO11 集成的摄像头来监控单个动物的摄食行为。此应用程序可以通过跟踪动物与饲料槽的互动并分析它们的饮食模式来识别食欲下降或异常摄食行为的动物。收集到的见解可以突出潜在的健康问题,例如消化问题或社会压力。然后,农民可以采取适当的措施来解决这些问题。

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图 3. 使用 YOLO11 监控农场中的牛群进食。

使用智能视觉进行野生动物保护

野生动物保护中,减少人为干预至关重要。 YOLO11 模型可以集成到无人机和追踪相机等非侵入性工具中,以通过视频分析评估动物的健康状况。 YOLO11 可以处理这些视频以识别单个动物,分析它们的运动,并检测健康问题的迹象,例如受伤或异常行为。 

例如,假设配备 YOLO11 的无人机正在监控一群大象;该系统可以检测到大象是否跛行或表现出可能表明受伤或生病的异常行为。通过自动化此分析,研究人员可以收集详细的健康数据,而无需实际接近或处理动物,从而最大限度地减少对其栖息地的干扰。

除了动物健康监测之外,YOLO11 还可用于物种识别和种群追踪。其先进的检测能力可以非常准确地区分物种,即使在混合物种环境中也是如此。这使其成为理解生物多样性和监测稀有或濒危动物的宝贵工具。来自追踪相机的图像可以使用 YOLO11 进行分析,以快速分类物种,从而节省研究人员在手动识别方面的时间和精力。

此外,YOLO11 可以通过提供给定区域内动物的精确计数来增强种群测量。一个视觉驱动的系统可以通过分析来自无人机或固定摄像机的视频流来估计种群规模并跟踪随时间的变化。这对于评估环境变化或保护工作的影响尤其有用。

使用智能视觉进行兽医研究

计算机视觉解决方案已成为医疗保健行业不可或缺的工具,兽医研究也不例外。YOLO11 可以通过自定义训练来跟踪动物行为,并为研究人员提供关于动物如何对新药物或疗法做出反应的宝贵见解。 

这通过 行为人工智能 成为可能,它结合了物体检测、分类和跟踪等高级计算机视觉任务,以分析动物的长期行为,而不是单一时刻的行为。通过持续监测行为,YOLO11 使研究人员能够观察模式和细微变化,从而更深入地了解动物的福祉。

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图 4. 使用 YOLO11 检测奶牛是否坐下的示例。

例如,考虑一个躺下的动物。仅看一帧可能无法清楚地了解动物为什么躺下。但是,追踪到动物在突然或异常的动作和姿势后缓慢躺下,可能表明其处于痛苦之中。通过自定义训练,YOLO11 可以学习识别这些差异,从而适应特定的动物行为和环境。 

这种支持视觉的解决方案可以帮助研究人员测量疾病进展、评估治疗效果、发现潜在的副作用并监测动物的整体健康状况。总的来说,这些见解在加速开发更好的治疗方法和改善动物护理方面发挥着关键作用。

使用计算机视觉和 YOLO11 进行动物监测

YOLO11 通过提高效率、提供可操作的见解以及通过先进的非侵入性技术促进更好的动物福利来改善动物监测。以下是将 YOLO11 集成到您的动物监测工作流程中的一些独特优势:

  • 资源优化:通过自动化重复性任务,YOLO11有助于节省时间、降低成本,并使护理人员能够专注于更关键的决策一般来说,野生动物保护中的计算机视觉系统已经证明了能够减少时间,将分析数千个陷阱图像所需的时间从几周缩短到一天。
  • 持续学习:该模型可以重新训练和更新,以适应新的挑战或物种,确保它在监控需求不断发展的情况下保持有效。
  • 环境适应性: YOLO11 在低光照、拥挤空间或植被茂密等具有挑战性的条件下表现良好,可实现可靠的监控。

虽然像 YOLO11 这样的计算机视觉模型已经重新构想了动物健康监测,但总的来说,计算机视觉技术仍然存在一定的局限性。挑战包括需要高质量的训练数据、在独特场景中偶尔出现的不准确性以及与遗留系统的兼容性。因此,在 Ultralytics,我们致力于改进我们的模型并推进计算机视觉技术,以克服这些障碍,从而提供更可靠、更灵活的解决方案。

主要要点

像 YOLO11 这样的视觉模型正变得对现代动物监测至关重要。它们提供实时处理、适应性和更高的准确性。借助 YOLO11,我们可以检测疾病、行为异常和损伤。它还具有从牲畜管理到野生动物保护的各种应用。

通过集成 AI、计算机视觉和其他创新技术,YOLO11 驱动的解决方案提供数据驱动的见解,从而支持更好的动物福利和护理。随着这些技术的不断发展,它们可能会在应对生物多样性丧失和疾病预防等全球挑战中发挥关键作用,从而塑造人类与动物和谐共处的未来。

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