八臂迷宫动物视频分析系统的制作方法

八臂迷宫动物视频分析系统的制作方法专利名称：八臂迷宫动物视频分析系统的制作方法技术领域：本实用新型涉及一种动物行为测试技术领域，具体涉及一种八臂迷宫动物视频分析系统。背景技术：八臂迷宫是一种研究动物空间记忆的迷宫模型，是定量测定动物行为学改变的重要手段，主要用于动物学习、记忆、觅食策略、空间认知等多方面的研究。它由一个中心区和其周围连接的八条臂组成，在其中一些臂的末端放入食饵对进入该臂的动物进行奖赏，或将一些臂加电，对进入的动物施以电击等惩罚，受食饵的驱使，实验动物会对迷宫各臂进行探究，经过一定时间的训练，动物可记住食物在迷宫中的空间位置，根据动物的取食或逃避策略该方法可同时测定动物的工作记忆和参考记忆。其可进一步通过声、光、电等刺激一应答模块建立完整的各种条件、非条件刺激环境，训练动物对奖赏或惩罚区域的记忆能力，具有较强的实验功能。现有的仪器中，均为单一的奖赏实验装置或单一的惩罚实验装置，奖赏实验和惩罚实验无法在同一套设备上完成，这不仅增加了资源开销，且降低了实验配置的灵活性和可靠性。发明内容为了解决现有技术中的问题，本实用新型的目的是提供一种集奖赏实验和惩罚实验功能于一体的八臂迷宫动物视频分析系统，利用图像处理技术对迷宫中的实验动物进行实时、可靠的行为分析，同时建立稳定、快速的惩罚刺激模块，以提高试验装置的自动化程度和精确度。为达到上述目的，本实用新型所述采用的技术手段是一种八臂迷宫动物视频分析系统，包括箱体、刺激组件、控制接口、摄像装置、计算机控制系统，所述箱体包括开放的中心区和八个与中心区连通的矩形臂，所述矩形臂末端设置有食饵放置器；所述刺激组件安装在箱体内，所述控制接口安装在箱体底部，所述刺激组件通过控制接口与计算机控制系统相连；所述摄像装置安装在箱体顶部，通过视频线连接计算机控制系统。进一步的，所述箱体采用不透光材料制作。进一步的，所述矩形臂开口端设置有插梢挡板，控制该臂的开关。进一步的，所述刺激组件包括刺激电栅、刺激光源、刺激声源，所述刺激电栅由圆形金属棒制成。进一步的，所述计算机控制系统包括控制模块、视频采集模块、数据通讯模块、刺激模块、数据输出模块、电源模块，所述电源模块连接其他所有模块，提供电能；所述视频采集模块连接控制模块，将采集到的图像信息传输至控制模块进行实时分析，识别当前实验动物的位置及姿态信息；控制模块连接数据通讯模块和数据输出模块，根据识别信息发送相关刺激命令至与数据通讯模块连接的刺激模块，完成刺激流程，记录各项指标的实验结果，传送至数据输出模块输出。工作原理用户根据需要自主配置实验参数指标，若选中声光电各类刺激则执行惩罚实验，否则执行奖赏实验。实验配置完成后，计算机控制系统实时采集动物视频图像，分析动物所在的区域及各项运动参数，根据实验配置自动发送各类刺激命令至下位机，当动物进入错误迷宫臂时给以刺激惩罚，而进入正确迷宫臂时则给以食物奖赏，直至动物进入所有的正确臂，本次实验结束；可根据设置的实验次数和实验间隔，自主进行循环试验，实时分析动物的活动状况，自动保存各次实验的实验数据。本实用新型的有益效果在于采用一套实验装置完成惩罚和奖赏两类实验，有效克服光线不均匀导致迷宫中不同区域图像灰度分别差别大的问题，能实时完成动物的运行轨迹跟踪，自动生成相关实验数据并保存，同时支持离线视频分析，实验精度高，具有良好的可重复性。以下结合附图对本实用新型的技术方案进行说明。图I是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型计算机控制系统原理框图。图中1、箱体，2、刺激组件，3、控制接口，4、摄像装置，5、计算机控制系统，11、中心区，12、矩形臂，13、食饵放置器，14、插梢挡板，21、刺激电栅，22、刺激光源，23、刺激声源，51、控制模块，52、视频采集模块，53、数据通讯模块，54、刺激模块，55、数据输出模块，56、电源模块。具体实施方式如图1、2所示的一种八臂迷宫动物视频分析系统，包括箱体I、刺激组件2、控制接口3、摄像装置4、计算机控制系统5，所述箱体I包括开放的中心区11和八个与中心区11连通的矩形臂12，所述矩形臂12末端设置有食饵放置器13;所述刺激组件2安装在箱体I内，所述控制接口3安装在箱体I底部，所述刺激组件2通过控制接口3与计算机控制系统5相连；所述摄像装置4安装在箱体I顶部，通过视频线连接计算机控制系统5。进一步的，所述箱体I采用不透光材料制作。进一步的，所述矩形臂12开口端设置有插梢挡板14，控制该臂的开关。进一步的，所述刺激组件2包括刺激电栅21、刺激光源22、刺激声源23，所述刺激电栅21由圆形金属棒制成。进一步的，所述计算机控制系统5包括控制模块51、视频采集模块52、数据通讯模块53、刺激模块54、数据输出模块55、电源模块56，所述电源模块56连接其他所有模块，提供电能；所述视频采集模块52连接控制模块51，将采集到的图像信息传输至控制模块51进行实时分析，识别当前实验动物的位置及姿态信息；控制模块51连接数据通讯模块53和数据输出模块55，根据识别信息发送相关刺激命令至与数据通讯模块53连接的刺激模块54，完成刺激流程，记录各项指标的实验结果，传送至数据输出模块55输出。用户根据需要自主配置实验参数指标，若选中声光电各类刺激则执行惩罚实验，否则执行奖赏实验。实验配置完成后，计算机控制系统实时采集动物视频图像，分析动物所在的区域及各项运动参数，根据实验配置自动发送各类刺激命令至下位机，当动物进入错误迷宫臂时给以刺激惩罚，而进入正确迷宫臂时则给以食物奖赏，直至动物进入所有的正确臂，本次实验结束；可根据设置的实验次数和实验间隔，自主进行循环试验，实时分析动物的活动状况，自动保存各次实验的实验数据。权利要求1.一种八臂迷宫动物视频分析系统，其特征在于包括箱体(I)、刺激组件(2)、控制接口(3)、摄像装置(4)、计算机控制系统(5)，所述箱体(I)包括开放的中心区(11)和八个与中心区(11)连通的矩形臂(12)，所述矩形臂(12)末端设置有食饵放置器(13);所述刺激组件(2)安装在箱体(I)内，所述控制接口(3)安装在箱体(I)底部，所述刺激组件(2)通过控制接口(3)与计算机控制系统(5)相连；所述摄像装置(4)安装在箱体(I)顶部，通过视频线连接计算机控制系统(5)。2.根据权利要求I所述的八臂迷宫动物视频分析系统，其特征在于所述箱体(I)采用不透光材料制作。3.根据权利要求I所述的八臂迷宫动物视频分析系统，其特征在于所述矩形臂(12)开口端设置有插梢挡板(14)。4.根据权利要求I所述的八臂迷宫动物视频分析系统，其特征在于所述刺激组件(2)包括刺激电栅(21)、刺激光源(22)、刺激声源(23)，所述刺激电栅(21)由圆形金属棒制成。5.根据权利要求I所述的八臂迷宫动物视频分析系统，其特征在于所述计算机控制系统(5)包括控制模块(51)、视频采集模块(52)、数据通讯模块(53)、刺激模块(54)、数据输出模块(55)、电源模块(56)，所述电源模块(56)连接其他所有模块，提供电能；所述视频采集模块(52)连接控制模块(51)，将采集到的图像信息传输至控制模块(51)进行实时分析，识别当前实验动物的位置及姿态信息；控制模块(51)连接数据通讯模块(53)和数据输出模块(55)，根据识别信息发送相关刺激命令至与数据通讯模块(53)连接的刺激模块(54)，完成刺激流程，记录各项指标的实验结果，传送至数据输出模块(55)输出。专利摘要本实用新型公开了一种八臂迷宫动物视频分析系统，包括箱体、刺激组件、控制接口、摄像装置、计算机控制系统，箱体包括开放的中心区和八个与中心区连通的矩形臂，矩形臂末端设置有食饵放置器；刺激组件安装在箱体内，控