EA028910B1

EA028910B1 - Система для определения величины потребления корма по меньшей мере одним животным

Info

Publication number: EA028910B1
Application number: EA201591942A
Authority: EA
Inventors: Сёрен Борхерсен; Клаус Борггор; Нильс Ворсёе Хансен
Original assignee: Викинг Генетикс Фмба
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2018-01-31
Also published as: PL2983465T3; CN105307482A; US9861081B2; BR112015025972B1; WO2014166498A1; EP2983465B1; AU2014252457B2; US20160066546A1; ES2843528T3; CA2908329A1; EA201591942A1; AU2014252457A1; EP2983465A1; BR112015025972A2; UA119143C2; MX2015014287A; LT2983465T; ZA201508121B; HRP20210072T1; JP2016514482A

Abstract

Изобретение относится к системе наблюдения за животными с целью определения величины потребления корма одним или более животными, кормящимися на кормовой площадке. Система содержит блок формирования изображения для дальномерной съемки кормовой площадки, средства идентификации, выполненные с возможностью однозначной идентификации каждого кормящегося животного, и средства обработки, выполненные с возможностью оценки количества корма, потребленного каждым идентифицированным животным, путем определения величины уменьшения корма на последовательных изображениях кормовой площадки спереди от каждого идентифицированного животного.

Description

028910

Область техники

Настоящее изобретение относится к системе и способу для определения величины потребления корма по меньшей мере одним животным поголовья или определения индивидуальной величины потребления корма множеством животных поголовья.

Уровень техники

Питание для поголовья животных, таких как крупный рогатый скот, в основном дается в виде кормовых концентратов и грубых кормов. Высококалорийный кормовой концентрат содержит кормовую муку из рапсового жмыха, соевую муку, минеральные вещества и витамины, в то время как богатый волокнами грубый корм содержит травяной силос, кукурузный силос, люцерну, солому злаковых растений или семена растений. Тем не менее, питание для животных, используемое здесь, может содержать кормовой концентрат, грубый корм, добавки, пищевые отходы и вообще все, что может быть съедено и переварено животными.

Некоторые фермеры предпочитают разделять кормовой концентрат и грубый корм и дают их раздельно с целью регулирования и контроля количества кормового концентрата, даваемого животным, и в данной области техники известны системы для дозирования кормового концентрата. Однако более общеупотребительным становится смешение кормового концентрата и грубого корма (и других соответствующих и подходящих кормов для животных) и кормление животных полученной смесью через обычную кормовую площадку, например, в коровнике. Кормовая площадка обычно является общей для множества животных, обеспечивая возможность их одновременного кормления на этой кормовой площадке.

Сущность изобретения

Общая величина потребления корма всем поголовьем легко определяется, поскольку фермер контролирует общее количество корма, заготовленного и распределяемого среди животных, однако проблема состоит в контроле величины потребления корма каждым животным поголовья. Системы, известные из уровня техники, основаны на взвешивании корма и его раздельной подаче конкретным животным, но это не является практичным и экономичным решением. При распределении корма на общей кормовой площадке в коровнике у фермера нет возможности оценивать величину потребления корма отдельными животными. Следовательно, цель настоящего раскрытия состоит в том, чтобы создать способ и систему для определения величины потребления корма по меньшей мере одним животным поголовья, и для определения и/или сравнения индивидуальных величин потребления корма множеством животных поголовья. В частности, целью настоящего раскрытия является наблюдение, определение и/или сравнение величины потребления корма отдельными животными из множества животных, кормящихся на общей кормовой площадке. Таким образом, один из вариантов реализации настоящего изобретения относится к системе наблюдения за животными для определения величины потребления корма одним или более животными, кормящимися на кормовой площадке; эта система содержит один или более блоков формирования изображения для дальномерной съемки кормовой площадки, средства идентификации, выполненные с возможностью однозначной идентификации каждого кормящегося животного, и средства обработки, выполненные с возможностью оценки количества корма, потребленного каждым идентифицированным животным, путем определения величины уменьшения количества корма на последовательных изображениях кормовой площадки спереди от каждого идентифицированного животного.

Еще один вариант реализации настоящего изобретения относится к системе определения величины потребления корма по меньшей мере одним животным поголовья, содержащей по меньшей мере одну идентификационную метку, закрепленную по меньшей мере на одном животном, благодаря чему обеспечена возможность идентификации конкретного животного, кормовую площадку, содержащую корм, доступный по меньшей мере для одного животного, по меньшей мере одну камеру, приспособленную для получения изображений корма на кормовой площадке в различные моменты времени, и средства обработки, приспособленные для определения количества корма, потребленного конкретным идентифицированным животным, путем анализа величины уменьшения количества корма, представленного по меньшей мере на двух изображениях.

Раскрываемая здесь система наблюдения за животными предпочтительно пригодна для монтажа в зданиях, где содержатся животные, в частности в коровниках. Кроме того, указанный корм может представлять собой любой корм, пригодный для животных, таких как коровы, в частности грубый корм, концентрат и/или их смесь.

Еще один вариант реализации настоящего изобретения относится к способу контроля величины потребления корма одним или более животными, кормящимися на кормовой площадке, согласно которому

получают дальностные изображения кормовой площадки в различные моменты времени; идентифицируют по меньшей мере одно из указанных животных, потребляющих корм, по меньшей

мере на двух из указанных дальностных изображениях;

оценивают количество корма, потребленного каждым идентифицированным животным, путем определения величины уменьшения корма между указанными по меньшей мере двумя дальностными изображениями.

Еще один вариант реализации настоящего изобретения относится к способу оценки относительной величины потребления корма множеством животных поголовья, кормящихся на кормовой площадке; в

- 1 028910

этом способе

получают дальностные изображения кормовой площадки в различные моменты времени; идентифицируют всех животных, получающих корм;

оценивают количество корма, потребленное каждым идентифицированным животным, путем определения величины уменьшения количества корма по меньшей мере между двумя дальностными изображениями, показывающими идентифицированное животное;

определяют количество корма, потребленное одним из идентифицированных животных, относительно количества корма, потребленного остальными идентифицированными животными.

Таким образом, с помощью вышеуказанных систем и способов обеспечена возможность определения количества корма, потребленного каждым животным, при этом фермер может получать полную картину потребления, например, для всего поголовья или для каждого отдельного животного поголовья. Сопоставление продуктивности каждого животного, например надоя молока, обеспечивает возможность определения доли каждого животного в прибыли. Таким образом, обеспечена возможность для фермера вычислять эффективность, рентабельность и экологическое воздействие для отдельного животного и/или для всего поголовья. На основе этих вычислений фермер имеет возможность, например, идентифицировать животных, наиболее подходящих для разведения. В дополнение, изменения в величине потребления корма отдельными животными могут использоваться для контроля их состояния здоровья и определения их нахождения в состоянии течки.

Описание чертежей

Настоящее изобретение будет раскрыто ниже более подробно со ссылками на сопроводительные чертежи, где:

фиг. 1 показывает схематичное изображение варианта реализации настоящего изобретения;

фиг. 2а-2б показывают соотношение между реальной и вычисленной величиной потребления корма

для четырех различных коров.

Подробное раскрытие изобретения

Блок формирования изображения предпочтительно содержит одну или более камер, предпочтительно камер, приспособленных для дальномерной съемки, таких как дальномерные камеры. Примерами технологий дальномерной съемки, которые могут быть применены здесь, являются времяпролетная съемка, съемка с пространственной триангуляцией, съемка в структурированном свете, съемка в световом поле и т.д. Каждая дальномерная камера может быть оснащена датчиком глубины и 20-камерой, такой как КСВ-камера, известная, например, по камерам КтесБ Другими возможными решениями являются стереоскопические камеры (пары 20-камер), времяпролетные камеры, камеры для съемки в структурированном свете или светопольные камеры для 4О-съемки в световом поле. Блок формирования изображения может также быть выполнен с возможностью получения топографических изображений. С помощью дальномерной съемки обеспечена возможность определения расстояния от камеры до корма и, следовательно, возможность определения количества корма с высокой точностью.

Блок формирования изображения может быть выполнен с возможностью непрерывной съемки по меньшей мере части кормовой площадки. Например, блок формирования изображения может быть приспособлен для получения серии изображений, которые обеспечивают возможность определения величины потребления корма животным в течение определенного периода времени. Например, блок формирования изображения может получать изображения непрерывно и таким образом обеспечивать возможность определения величины потребления корма в реальном времени. В одном из вариантов блок формирования изображения получает по меньшей мере одно изображение в 1 мин или по меньшей мере одно изображение за каждые 1-5 мин. Например, получение изображений может происходить в форме видеосигнала или по меньшей мере один раз в 1 мин, например каждые 1, 5, 20 или 30 с. Количество получаемых изображений должно быть достаточным для эффективного контроля величины потребления корма. Блок формирования изображения может быть выполнен с возможностью съемки по меньшей мере части кормовой площадки в предварительно заданные и/или выбираемые моменты времени. Иначе говоря, вместо непрерывно получаемых изображений через постоянные интервалы, система может быть выполнена таким образом, чтобы получение изображения или серии изображений могло запускаться определенными действиями, например, относящимися к животным. Таким образом, система может быть выполнена с возможностью определения того, когда животное начинает, приостанавливает и/или заканчивает процесс кормления. В другом варианте система может быть выполнена с возможностью определения того, когда идентифицированное животное убирает голову от кормовой площадки. Такие действия могут инициировать получение одного или более изображений. Например, система может быть выполнена таким образом, чтобы получение дальностного изображения происходило тогда, когда идентифицированное животное убирает голову от кормовой площадки, или тогда, когда идентифицированное животное начинает и/или заканчивает процесс кормления. Система может также быть выполнена таким образом, чтобы получение изображений происходило непрерывно через постоянные интервалы, но при этом сохранялись и/или обрабатывались лишь определенные изображения, например изображения, относящиеся к предварительно заданным действиям, например относящиеся к кормлению животных. Животное может быть идентифицировано до, во время или после получения изображений, например иденти- 2 028910

фикация животных может осуществляться во время обработки изображений.

Корм для животных не обязательно представляет собой гомогенную смесь, и плотность корма может изменяться от случая к случаю. Следовательно, определение точной массы корма, потребляемого животными, путем анализа изображения является затруднительным. Один из способов оценки количества корма, потребленного животными, состоит в определении величины уменьшения количества корма за период с начала и до окончания процесса кормления и/или за время, пока животные едят, даже если используется дальномерная съемка. Величина уменьшения количества корма между последовательными изображениями может быть определена путем вычисления разности высот соответствующих областей изображений, таких как пиксели. "Исчезнувший" элемент или объем между последовательными изображениями представляет собой корм, потребленный животным. Корм может быть идентифицирован на каждом изображении, или виртуальная кормовая площадка, соответствующая конкретному животному, может быть идентифицирована или выбрана на изображениях, представляя таким образом корм на последовательных изображениях, и только соответствующие области изображения выбираются для определения величины уменьшения количества корма. Дальностные изображения в такой ситуации являются предпочтительными.

Блок формирования изображения может быть выполнен таким образом, чтобы получение нескольких изображений происходило одновременно. Средства обработки могут затем быть приспособлены для комбинирования этих изображений с целью определения количества корма на кормовой площадке. Таким образом, количество корма на кормовой площадке может быть определено с более высокой точностью. Технология комбинирования изображений известна также как сшивание изображений.

В одном из вариантов система дополнительно содержит средства для управления положением и/или углом блоков формирования изображения и/или положением и/или углом камер блоков формирования изображения. Таким образом, камера или камеры могут перемещаться в оптимальное положение, обеспечивающее получение оптимальных изображений корма, что приводит к более точному определению величины потребления корма животными. Кроме того, таким образом обеспечена возможность использования небольшого количества камер для охвата большого количества корма путем перемещения камер вдоль корма с одновременным получением изображений.

В другом варианте блок формирования изображения может быть выполнен стационарным. Даже несмотря на то, что это может потребовать большего количества камер, они могут быть более простыми и дешевыми в монтаже и таким образом, в конечном итоге, более рентабельными. Кроме того, возможно использование множества неподвижных камер вместо меньшего количества подвижных камер, благодаря чему будет повышена точность измерений, осуществляемых на основе изображений.

Блок формирования изображения может быть дополнительно выполнен с возможностью съемки предварительно заданной и/или выбираемой части кормовой площадки. Это может быть вариант с подвижными и/или поворотными камерами блока формирования изображения. Тем не менее, это может быть также вариант, в котором блок формирования изображения содержит несколько камер, каждая из которых обращена на отличную от других часть кормовой площадки. Система может быть также выполнена с возможностью получения изображений лишь той части кормовой площадки, где регистрируется активность, например кормовая активность. Для снижения стоимости системы количество камер в блоке формирования изображения обычно меньше количества наблюдаемых животных. Таким образом, каждое изображение может содержать множество животных. Кроме того, кормовая площадка может быть общей для нескольких животных. Тем не менее, поскольку обычно может быть идентифицировано каждое животное, кормовая площадка для каждой коровы обычно может быть оценена с помощью обработки изображений и, если изображения получены непрерывно за то время, пока животные едят, величина потребления корма каждым животным все равно может быть оценена путем определения величины уменьшения количества корма между последовательными изображениями.

Например, средства обработки могут быть выполнены с возможностью разделения изображений кормовой площадки на один, два, три, четыре или более специфических фрагментов для животных, и каждый из этих специфических фрагментов может соответствовать идентифицированному животному. Иначе говоря, изображения от блока формирования изображения, содержащие (по меньшей мере, частично) кормовую площадку, могут быть разделены в соответствии с конкретными идентифицированными животными. Это разделение может быть предварительно задано и зафиксировано для каждого изображения. Однако данное разделение может также осуществляться по желанию пользователя и/или непрерывно обновляться, например, согласно идентификации и/или положению идентифицированных животных по меньшей мере на части изображений. Например, средства обработки могут быть выполнены с возможностью выбора специфического фрагмента, соответствующего животному, на изображении кормовой площадки на основе положения передней части тела или головы указанного животного. Например, специфический фрагмент, соответствующий животному, может представлять собой область спереди от указанного животного, такую как предварительно заданная область, в частности предварительно заданная область относительно положения животного, в частности относительно головы животного. Например, это может быть предварительно заданная область, выбранная на изображении относительно положения головы идентифицированного животного, например, когда животное убирает голову от кормо- 3 028910

вой площадки. Таким образом, выбранная кормовая площадка зависит от положения головы животного, и лишь фрагмент изображения, соответствующий корму на этой выбранной кормовой площадке, подвергается обработке для определения величины уменьшения количества корма между последовательными изображениями; данная величина уменьшения соответствует количеству корма, съеденному конкретным животным за определенный период времени. Таким образом может быть определена информация о том, сколько данное конкретное животное съело корма за определенный период кормления, и общее количество корма, съеденное каждым животным, может быть найдено путем суммирования количеств корма, съеденных за каждый из этих периодов. Таким образом, система может быть применена в ситуации, когда множество животных, стоя рядом друг с другом, едят с общей кормовой площадки и при этом некоторые животные едят со смежной кормовой площадки.

Идентификация.

Средства идентификации в системе предпочтительно выполнены с возможностью однозначной идентификации каждого кормящегося животного. Таким образом обеспечивается, чтобы необходимая информация, такая как потребленное количество корма, могла быть соотнесена с конкретным животным. В одном из вариантов средства идентификации выполнены с возможностью идентификации кормящихся животных с помощью идентификационных меток, закрепляемых на каждом животном. Эти идентификационные метки могут быть визуальными метками, содержащими буквы, цифры и/или символы, например, в виде цветных кодов или черных и белых графических кодов. Данное решение является относительно дешевым, и животные поголовья маркируются обычным образом; например, коровы обычно маркируются с помощью меток, закрепляемых на их ушах. Средства идентификации могут быть выполнены с возможностью идентификации кормящегося животного путем идентификации цветового кода, символьного кода, графического кода и/или штрих-кода на идентификационной метке, закрепленной на животном, например в виде ошейника или на ухе. Следовательно, эти визуальные метки могут быть визуально заметны на изображениях, получаемых с помощью блоков формирования изображения. Идентификационные метки для животных хорошо известны в данной области техники. Идентификация животных может дополнительно быть обеспечена с помощью ОР8, например каждое животное может быть снабжено устройством слежения, в частности идентификационные метки могут представлять собой устройства слежения или могут содержать такие устройства.

Идентификация животных может быть одной из функций средств обработки; например изображения, показывающие кормовую площадку, также показывают по меньшей мере часть кормящихся животных, и эти животные могут затем быть идентифицированы на изображениях с помощью средств обработки. Таким образом, средства обработки могут быть приспособлены для идентификации конкретного животного с использованием визуальной метки на изображениях. Средства обработки могут быть приспособлены для детектирования конкретного цветового кода, штрих-кода или (2Ό) графического кода на ушной метке или на ошейнике животного. В одном из вариантов животное имеет ошейник с конкретным цветовым кодом, символьным кодом и/или штрих-кодом, который может быть использован для идентификации отдельного животного с помощью указанных средств обработки.

Блок формирования изображения может содержать одну или более специальных камер для обеспечения реальной идентификации животных, например 20-камер, таких как КОВ-камеры. Например, в одном из вариантов система содержит одну или более камер, специально приспособленных для детектирования цветового кода. Такие камеры обычно имеют возможность получения цветных изображений. Тем не менее, система может дополнительно содержать одну или более камер, специально приспособленных для детектирования символьного кода, графического кода и/или штрих-кода, например, в виде черных и белых символов. Некоторые штрих-коды могут быть идентифицированы, например, с помощью простых линейных сканеров.

В одном из вариантов система дополнительно содержит считыватель меток, пригодный для беспроводной идентификации конкретного животного на кормовой площадке. Например, средства идентификации содержат один или более считывателей идентификационных радиочастотных меток (РЧ-меток), пригодных для беспроводной идентификации животного (животных), имеющего (имеющих) идентификационную радиочастотную метку (РЧ-метку) (метки). Последняя может быть выполнена, например, в виде РЧИД-чипа (радиочастотного идентификационного чипа), имплантируемого животному. Таким образом, идентификация животного не зависит от изображений, получаемых камерой в блоке формирования изображения, и для идентификации не требуется, чтобы метка была видимой.

Идентификация может дополнительно быть обеспечена посредством ОР8, например с использованием следящих ОР8-устройств для каждого животного.

В одном из вариантов средства идентификации содержат идентификационные метки для закрепления на указанном животном (животных). Эти идентификационные метки могут представлять собой часть системы и могут быть специально разработаны с тем, чтобы обеспечить возможность их идентификации на изображениях, получаемых с помощью блока формирования изображения. Метки могут представлять собой визуальные метки и/или РЧ-метки, как было указано выше.

- 4 028910

Способ.

Как было указано выше, настоящее раскрытие дополнительно относится к способу оценки величины потребления корма одним или более животными, кормящимися на кормовой площадке, согласно которому получают дальностные изображения кормовой площадки в различные моменты времени, идентифицируют по меньшей мере одно из указанных животных, потребляющих корм, по меньшей мере на двух из указанных дальностных изображений, и оценивают количество корма, потребленное каждым идентифицированным животным, путем определения величины уменьшения количества корма по меньшей мере между двумя указанными дальностными изображениями.

Способ оценки относительной величины потребления корма множеством животных поголовья, кормящихся на кормовой площадке, включает в себя шаги, на которых

получают дальностные изображения кормовой площадки в различные моменты времени; идентифицируют всех животных, потребляющих корм;

оценивают количество корма, потребленного каждым идентифицированным животным, путем определения величины уменьшения количества корма по меньшей мере между двумя дальностными изображениями, показывающими идентифицированных животных;

определяют количество корма, потребленное одним идентифицированным животным, относительно количества корма, потребленного остальными идентифицированными животными.

Настоящее раскрытие дополнительно относится к способу определения величины потребления корма по меньшей мере одним животным поголовья, включающему в себя шаги, на которых обеспечивают кормовую площадку, содержащую корм, доступный по меньшей мере для одного животного, снабжают по меньшей мере одно животное идентификационной меткой для идентификации конкретного животного, получают множество изображений кормовой площадки в различные моменты времени, идентифицируют конкретное животное, потребляющее корм, на множестве этих изображений, с использованием изображений конкретного животного, потребляющего корм, определяют величину уменьшения количества корма, наблюдаемую на этих изображениях, при этом величину потребления корма конкретным животным определяют как величину уменьшения количества корма на этих изображениях.

Величина уменьшения количества корма между последовательными изображениями может быть определена путем идентификации количества корма на каждом изображении и вычисления разности высот в соответствующих областях изображения, таких как пиксели, представляющие корм на последовательных изображениях. Базовый уровень кормовой площадки может быть определен, например, путем получения изображений пустой кормовой площадки в качестве эталонных изображений. Как было отмечено выше, определение точного количества корма, потребленного каждым животным, может оказаться затруднительным, однако относительные величины потребления корма множеством животных поголовья могут быть сравнены посредством раскрываемых здесь системы и способа. Фермер обычно знает, какое количество молока дает каждая корова, и путем определения (по меньшей мере, относительного) количества корма, потребленного коровами, может быть оптимизирована продуктивность коров. Таким образом, исключается необходимость в коровах наивысшей продуктивности для наиболее эффективной переработки корма, в виде концентрата и грубого корма, в молоко. С помощью раскрываемых здесь системы и способа фермер может получать полную картину эффективности переработки корма для каждой коровы поголовья.

Предпочтительно получают изображения с помощью по меньшей мере одной камеры, предпочтительно дальномерной камеры, такой как времяпролетная камера, камера на структурированном свете, стереоскопическая камера или 30-камера, и таким образом указанные изображения могут представлять собой 3О-изображения.

В одном из вариантов конкретное животное, потребляющее корм, идентифицируется с помощью визуальной метки, закрепленной на животном и предпочтительно заметной по меньшей мере на части изображений. В одном из вариантов визуальная метка содержит цветовой код и/или штрих-код на ушной метке или на ошейнике животного. В предпочтительном варианте животное идентифицируется путем оптимального детектирования конкретного цветового кода и/или штрих-кода на ошейнике или на ушной метке, имеющейся у конкретного животного. Кроме того, животные могут быть идентифицированы посредством закрепленных на них идентификационных меток, имеющих возможность беспроводного считывания.

В одном из вариантов получают изображения непрерывно, тем самым обеспечивая возможность определения величины потребления корма в реальном времени. Например, получают изображения в виде видеосигнала или по меньшей мере один раз в 1 мин, например каждые 1, 5, 10, 20 или 30 с. В предпочтительном варианте поучают одно изображение каждые 1-5 мин; например, получают изображение приблизительно каждые 2 мин. Дополнительно, изображения могут быть получены в выбираемые моменты времени. Например, дальностное изображение по меньшей мере части кормовой площадки может быть получено, когда животное начинает, приостанавливает и/или заканчивает процесс кормления. В другом варианте получают изображение по меньшей мере части кормовой площадки, когда животное убирает голову от кормовой площадки.

Следует понимать, что данный способ может быть адаптирован к включению любого из указанных

- 5 028910

выше вариантов для системы.

Дополнительные аспекты настоящего изобретения относятся к машиночитаемому носителю, содержащему выполняемые компьютером команды, записанные на носителе для осуществления указанного выше способа и предпочтительно выполняемые в указанной выше системе.

Фиг. 1 показывает систему для определения величины потребления корма по меньшей мере одной коровой. Представленный вариант является предпочтительным вариантом при определении величины потребления для поголовья и/или для отдельных коров. Используемый здесь термин "корова" относится как к самкам, так и самцам поголовья.

В варианте, раскрытом на фиг. 1, корм 2, размещенный на кормовой площадке, представляет собой грубый корм. Однако, как было указано выше, раскрываемые здесь способы и системы не ограничены лишь грубым кормом и применимы к любому корму, даваемому животным через кормовую площадку.

Фиг. 1 показывает часть внутренней области коровника 1, имеющего грубый корм 2 на кормовой площадке, расположенной по одну сторону, и трех коров, находящихся по другую сторону от ограждения 7 кормовой площадки. Коровник 1 следует понимать как здание для содержания поголовья крупного рогатого скота; это здание также может именоваться стойлом. Система согласно настоящему изобретению может также использоваться вне помещения; тем не менее, предпочтительно использовать ограждение 7 с тем, чтобы коровы могли иметь доступ к грубому корму 2, но не могли ходить по нему и лежать на нем. Кроме того, ограждение 7 облегчает кормление коров.

Над грубым кормом 2 размещены три дальномерные камеры 4 для получения изображений грубого корма 2. Дальномерные камеры 4 закреплены на брусе, который является частью ограждения 7 кормовой площадки.

Три коровы 3, показанные на фиг. 1, имеют идентификационные метки 5 на своих ушах. В другом варианте или в сочетании, коровы могут иметь ошейники 8, которые могут использоваться в качестве идентификационных меток. При размещении идентификационных меток на коровах предпочтительными местами являются шея или ухо, поскольку корова 3 просовывает шею и голову через ограждение 7 и, следовательно, метки будут хорошо видны камерам 4. Эти идентификационные метки являются предпочтительными, поскольку фермер может закреплять их на животных самостоятельно, не нуждаясь для этой цели в ветеринаре. В дополнение, показанные идентификационные метки обеспечивают возможность для фермера идентифицировать животных путем визуального наблюдения.

В другом варианте или в комбинации с указанными выше идентификационными метками может быть имплантирован чип с помощью иглы. Такие чипы известны из уровня техники и используются в качестве идентификаторов для домашних животных, таких как кошки и собаки. Чип может считываться с помощью сканера, который может быть размещен рядом с грубым кормом и закреплен на устройстве обрабатывающем блоке. Этот чип может представлять собой, например, РЧИД-чип.

В дополнение, идентификационные метки 5 могут использоваться при принятии решения о составе корма для определенных коров 3.

Во время кормления коровы 3 камера 4 передает изображения на средства обработки в виде компьютера 6; в данном варианте камеры 4 передают поток видеоданных на компьютер 6, который идентифицирует корову 3 с помощью идентификационной метки 5 и регистрирует количество грубого корма 2, имеющегося в наличии на момент, когда корова 3 начала есть. Когда корова 3 убирает голову от ограждения 7, компьютер регистрирует количество грубого корма 2, имеющегося в наличии на момент, когда корова закончила есть. На основе этих данных обеспечивается возможность вычисления компьютером 6 величины потребления коровой грубого корма.

Компьютер 6 может быть размещен в коровнике 1 или, например, в находящейся поблизости комнате управления. Компьютер 6 может быть соединен с камерами 4 проводным и/или беспроводным способом. Средства обработки могут быть отделены от записывающих средств, которые запоминают полученные изображения, например в виде видеосигнала, полученного в результате съемки кормовой площадки, и эти изображения могут затем, возможно спустя некоторое время, быть переданы на компьютер 6 для анализа.

С помощью настоящего изобретения обеспечена возможность использования информации, относящейся к величине потребления корма животными, для принятия решения об общем составе корма для конкретного животного. Величина потребления корма может быть определена, например, с целью определения зависимости выработки молока или роста животного от величины потребления корма. С целью обеспечения того, чтобы животное имело доступ к корму, приготовленному для этого конкретного животного, а другие животные не имели этого доступа, может использоваться управление доступом с помощью идентификационных меток.

Благодаря контролю величины потребления корма для каждой коровы 3 фермер может получать достаточную информацию для вычисления доли в прибыли и эффективности каждой отдельной коровы 3 на основе величины потребления грубого корма 2.

Изображения, полученные с помощью камер 4 в варианте на фиг. 1, перекрываются и, поскольку они получены одновременно, компьютер 6 может сравнивать их с целью повышения точности при определении количества грубого корма 2, имеющегося в наличии на кормовой площадке. Компьютер 6 может

- 6 028910

также комбинировать изображения для формирования сшитого изображения и использовать его для определения величины уменьшения количества грубого корма 2 и, следовательно, величины потребления грубого корма коровой 3.

В предпочтительном варианте камеры 4 представляют собой 30-камеры или дальномерные камеры. Таким образом обеспечивается возможность вычисления компьютером расстояния до грубого корма 2 и, следовательно, количества грубого корма 2 с высокой точностью.

Камеры 4 в варианте на фиг. 1 представляют собой стационарные камеры, закрепленные на ограждении 7 кормовой площадки. В другом варианте или в сочетании, камеры могут быть закреплены таким образом, чтобы они имели возможность перемещения и/или ориентирования с целью получения изображений грубого корма 2 под различными углами и перемещения туда, где на кормовой площадке находится грубый корм 2. По сравнению со стационарными камерами такой вариант обеспечивает возможность использования меньшего количества камер для охвата большей площади. Тем не менее, когда механизмы, используемые для перемещения камер, размещены в неблагоприятной окружающей среде коровника, они могут портиться, что повышает затраты на техобслуживание и ремонт. В дополнение, подвижные камеры являются более дорогими, чем стационарные.

Раскрываемые здесь системы и способы были проверены на четырех различных животных (коровах). Каждая корова была размещена в боксе с кормовой площадкой перед ним. В каждом боксе была размещена своя отдельная дальномерная камера. Проверка проводилась одинаково для всех коров во всех боксах. Сначала было получено дальностное изображение пустой кормовой площадки для определения базового уровня кормовой площадки. Далее, на пустой кормовой площадке было размещено определенное количество грубого корма, и еще раз было получено дальностное изображение. Далее, получение дополнительных дальностных изображений происходило через каждые 2 мин в то время, когда корова находилась в боксе и ела. По истечении 90 мин был взвешен грубый корм, оставшийся на кормовой площадке, после чего он был возвращен на кормовую площадку. Корова оставалась в боксе в течение определенного периода времени, по истечении которого она была выведена для доения. Грубый корм, оставшийся на кормовой площадке, снова был взвешен. Корова снова была введена в бокс и по истечении 90 мин грубый корм был взвешен еще раз. Последнее дальностное изображение грубого корма, оставшегося на кормовой площадке, было получено перед завершающим взвешиванием грубого корма.

Изображения были рассортированы и обработаны, и уменьшение количества грубого корма было определено путем вычисления высоты каждого пикселя грубого корма на этих изображениях. Величина этого уменьшения может быть теперь вычислена в соответствии с величиной потребления корма коровой. Базовый уровень кормовой площадки также известен.

Фиг. 2а-2б показывают соотношение между реальной и вычисленной величиной потребления корма четырьмя коровами. Графики слева, обозначенные как "3Ό р1с1игс". показывают количество корма в зависимости от времени для четырех коров. Количество указано в относительных единицах. Уменьшение количества корма видно по уменьшению значения на графиках, которые являются результатом обработки изображений. Графики справа, обозначенные как "3Ό соии18 νδ гоидйаде", показывают соотношение между потребленным каждой коровой количеством грубого корма, оцененным с помощью обработки изображений, и реально измеренной (путем взвешивания) величиной потребления грубого корма коровами, в килограммах грубого корма (на правом графике на фиг. 3А оси переставлены). Как видно из правых графиков, имеет место, по существу, линейное соотношение между потребленным каждой коровой количеством грубого корма, измеренным путем взвешивания, и количеством, оцененным с помощью раскрытых здесь системы и способа.

Обозначения на чертежах:

1 - коровник,

2 - корм,

3 - корова,

4 - камера,

5 - идентификационная метка,

6 - компьютер,

7 - ограждение кормовой площадки,

8 - ошейник.

Дополнительные подробности изобретения

Настоящее изобретение будет описано ниже более подробно со ссылками на следующие пронумерованные позиции.

1. Система для определения величины потребления корма по меньшей мере одним животным поголовья, содержащая

по меньшей мере одну идентификационную метку, закрепленную по меньшей мере на одном животном, при этом обеспечена возможность идентификации конкретного животного;

кормовую площадку, содержащую корм, доступный по меньшей мере для одного животного; по меньшей мере одну камеру, приспособленную для получения изображений корма на кормовой

площадке в различные моменты времени;

- 7 028910

средства обработки, приспособленные для определения количества корма, потребленного конкретным идентифицированным животным, путем анализа уменьшения количества корма, представленного по меньшей мере на двух изображениях.

2. Система по п.1, в которой по меньшей мере одна камера представляет собой ЗО-камеру, которая предпочтительно приспособлена для получения топографических изображений.

3. Система по любому из предыдущих пунктов, которая дополнительно содержит средства для управления положением и/или углом по меньшей мере одной камеры.

4. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой по меньшей мере одна камера является стационарной.

5. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой средства обработки приспособлены для идентификации конкретного животного с помощью визуальной идентификационной метки на изображениях.

6. Система по любому из предыдущих пунктов, которая дополнительно содержит считыватель меток, пригодный для беспроводной идентификации конкретного животного на кормовой площадке.

7. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой по меньшей мере две камеры получают изображения одновременно, а средства обработки приспособлены для комбинирования изображений с целью определения количества корма на кормовой площадке.

8. Способ определения величины потребления корма по меньшей мере одним животным поголовья, включающий в себя шаги, на которых

обеспечивают кормовую площадку, содержащую корм, доступный по меньшей мере для одного животного;

снабжают по меньшей мере одно животное идентификационной меткой для идентификации конкретного животного;

получают множество изображений кормовой площадки в различные моменты времени; идентифицируют конкретное животное, потребляющее корм, на множестве изображений; с помощью изображений конкретного животного, потребляющего корм, определяют величину

уменьшения количества корма, представленного на этих изображениях, при этом величину потребления корма конкретным животным определяют как величину уменьшения количества корма на этих изображениях.

9. Способ по п.8, в котором получают изображения с помощью по меньшей мере одной камеры, предпочтительно 30-камеры.

10. Способ по любому из пп.8 и 9, в котором конкретное животное, потребляющее корм, идентифицируют с помощью визуальной идентификационной метки, закрепленной на животном, на множестве изображений.

11. Способ по любому из пп.8 и 9, в котором конкретное животное, потребляющее корм, идентифицируют с помощью метки, выполненной с возможностью беспроводного считывания.

12. Машиночитаемый носитель, содержащий выполняемые компьютером команды, записанные на этом носителе с целью осуществления способа согласно пп.8-11.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Система наблюдения за животными для определения величины потребления корма одним или более животными, кормящимися на кормовой площадке, содержащая

блок формирования изображения для дальномерной съемки кормовой площадки;

средства идентификации, выполненные с возможностью однозначной идентификации каждого

кормящегося животного;

средства обработки, выполненные с возможностью оценки количества корма, потребленного каждым идентифицированным животным, путем определения величины изменения количества корма на последовательных изображениях кормовой площадки спереди от каждого идентифицированного животного.
2. Система по п.1, в которой блок формирования изображения содержит одну или более дальномерных камер, таких как одна или более стереоскопических камер или одна или более времяпролетных камер.
3. Система по п.2, в которой каждая дальномерная камера содержит датчик глубины и 20-камеру, такую как КОВ-камера.
4. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой блок формирования изображения выполнен с возможностью получения топографических изображений.
5. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой блок формирования изображения выполнен с возможностью непрерывной съемки по меньшей мере части кормовой площадки.
6. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой блок формирования изображения выполнен с возможностью съемки по меньшей мере части кормовой площадки в предварительно заданные и/или выбираемые моменты времени.

- 8 028910
7. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой блок формирования изображения выполнен с возможностью съемки предварительно заданной и/или выбираемой части кормовой площадки.
8. Система по любому из пп.2-7, которая дополнительно содержит управляющий блок, выполненный с возможностью управления положением и/или углом блока формирования изображения и/или положением и углом камер блока формирования изображения.
9. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой величина уменьшения количества корма между последовательными изображениями определяется путем вычисления разности высот соответствующих областей изображения и определения величины этой разности.
10. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой величина уменьшения количества корма между последовательными изображениями определяется путем идентификации корма на каждом изображении и вычисления разности высот соответствующих областей изображения, таких как пиксели, представляющих корм на последовательных изображениях.
11. Система по любому из пп.2-10, в которой по меньшей мере две дальномерные камеры блока формирования изображения выполнены с возможностью одновременного получения изображений, а средства обработки выполнены с возможностью комбинирования изображений с целью определения количества корма на кормовой площадке.
12. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой средства идентификации содержат идентификационные метки для закрепления на указанном животном (животных).
13. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой средства идентификации выполнены с возможностью идентификации кормящегося животного с помощью идентификационной метки, закрепленной на каждом животном.
14. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой средства идентификации выполнены с возможностью идентификации кормящегося животного с использованием цветового кода на идентификационной метке, закрепленной на животном.
15. Система по любому из пп.12-14, в которой идентификационные метки представляют собой радиочастотные метки, такие как метки радиочастотной идентификации (КРГО-метки), или в которой идентификационные метки представляют собой визуальные метки, содержащие буквы, цифры и/или символы или цветовой, символьный и/или графический код.
16. Система по любому из предыдущих пунктов, которая выполнена с возможностью определения момента времени, когда идентифицированное животное начинает, приостанавливает и/или заканчивает процесс кормления.
17. Система по любому из предыдущих пунктов, которая выполнена с возможностью определения момента времени, когда идентифицированное животное убирает голову от кормовой площадки.
18. Система по любому из предыдущих пунктов, которая выполнена таким образом, чтобы получение дальностного изображения происходило тогда, когда идентифицированное животное убирает голову от кормовой площадки, или тогда, когда идентифицированное животное начинает и/или заканчивает процесс кормления.
19. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой средства обработки выполнены с возможностью разделения изображений кормовой площадки на один, два, три, четыре или более специфических фрагментов, каждый из которых соответствует конкретному идентифицированному животному, или в которой средства обработки выполнены с возможностью выбора специфического фрагмента изображения кормовой площадки на основе положения передней части тела или головы указанного животного.
20. Система по п.19, в которой указанный специфический фрагмент представляет собой область спереди от животного, такую как предварительно заданная область, например предварительно заданная область относительно положения животного.
21. Система по любому из предыдущих пунктов, в которой корм представляет собой грубый корм, кормовой концентрат и/или их смесь.
22. Способ оценки величины потребления корма одним или более животными, кормящимися на кормовой площадке, согласно которому

получают дальностные изображения кормовой площадки в различные моменты времени; идентифицируют по меньшей мере одно из указанных животных, потребляющих корм, по меньшей

мере на двух из указанных дальностных изображениях;

оценивают количество корма, потребленное каждым идентифицированным животным, посредством

определения величины уменьшения количества корма между указанными по меньшей мере двумя дальностными изображениями.
23. Способ оценки относительной величины потребления корма множеством животных поголовья, кормящихся на кормовой площадке, согласно которому

получают дальностные изображения кормовой площадки в различные моменты времени; идентифицируют всех животных, потребляющих корм;

оценивают количество корма, потребленное каждым идентифицированным животным, путем определения величины уменьшения количества корма по меньшей мере между двумя дальностными изобра- 9 028910

жениями, показывающими идентифицированное животное;

определяют количество корма, потребленное одним идентифицированным животным, относительно количества корма, потребленного остальными идентифицированными животными.
24. Способ по любому из пп.22, 23, в котором определяют величину уменьшения количества корма между последовательными изображениями путем вычисления разности высот соответствующих областей изображения и определения величины этой разности.
25. Способ по любому из пп.22-24, в котором определяют величину уменьшения количества корма между последовательными изображениями путем идентификации корма на каждом изображении и вычисления разности высот соответствующих областей изображения, таких как пиксели, представляющие корм на последовательных изображениях.