BR112013007368B1 - “sistema para medir as posições relativas de uma perna dianteira e uma perna traseira de um ungulado em pé - Google Patents

Abstract

sistema e método para medir posições relativas das pernas de um ungulado em pé. sistema (20) para medir posições relaticas às pernas dianteira (12,13) e traseiras (16,17) de um ungulado em pé, o sistema incluindo uma área de detecção dentro da qual um ungulado a ser medido fica parado e que compreende uma pluralidade de regiões discretas de sensores lineares (30) espaçados a uma distância conhecida à parte, dentro da área de detecção, cada região de detecção tendo um sensor operativamente associado com essa, sensor que é sensível pa presença de parte inferior de uma perna dentro de uma região de detecção e; um processador para receber dados de cada sensor, identificando aquelas regiões de sensor dentro das quais uma parte inferior de uma perna está presente e baseado na distãncia entre as regiões de sensor identificadas, determinando as posições relativas das pernas dianteiras e traseiras.

Description

“SISTEMA PARA MEDIR AS POSIÇÕES RELATIVAS DE UMA PERNA DIANTEIRA E

UMA PERNA TRASEIRA DE UM UNGULADO EM PÉ” [001] A presente invenção refere-se a um sistema e método para medir a posição relativa das pernas de um ungulado. Em particular, a presente invenção refere-se a um sistema e método para determinar posições relativas das pernas de gado, e usar essas posições relativas para calcular o comprimento do corpo esquelético do animal. Essas medições podem ser manualmente ou automaticamente obtidas dependendo da preferência do operador.

Antecedentes da Invenção [002] A presente invenção será descrita com particular referência à medição de gado. Entretanto, será percebido que o sistema e método da presente invenção é aplicável para medir outros tipos de ungulados e nenhuma limitação é destinada desse modo. Exemplos de animais que podem ser medidos de acordo com o método e sistema da presente invenção incluem gado, cabras, carneiro, girafas, bisão norte americano, bisão europeu, iaques, búfalo da água, cervo, camelos, alpacas, lhamas, gnus, antílope, antilocapra e cavalos.

[003] É muitas vezes desejável obter uma estimativa de tamanho físico de um animal. Para animais que produzem carne comercial, o tamanho pode ser usado para monitorar a taxa de crescimento e prever um peso final. Para animais que não produzem carne, pode também ser desejável monitorar uma taxa de tamanho e/ou crescimento para ajudar no gerenciamento do animal.

[004] Também é desejável medir a taxa de crescimento esquelético de novilhas leiteiras. Novilhas leiteiras são medidas junto com a verificação do peso para garantir que as novilhas não depositam gordura no úbere. Quando gordura é depositada no úbere, o prazo de validade da produção de leite é diminuído drasticamente. Tradicionalmente, o peso tem sido usado como uma medida aproximada do tamanho, pois o equipamento de medição é relativamente simples.

[005] Animais que produzem carne são muitas vezes abatidos em

Petição 870180137961, de 05/10/2018, pág. 9/35 um peso alvo. Entretanto, o peso do animal proporciona pouca ou nenhuma informação quanto à quantidade de proteína muscular e gordura total do corpo, qualidade da carcaça ou grau da carne que é avaliada de acordo com a quantidade de gordura intramuscular ou tiras de gordura.

[006] A expressão de traços de gordura intramuscular requer que o animal tenha a capacidade genética para deposição, não tenha encontrado maiores limitações de ingestão de nutrientes durante o período de seu crescimento e deposite uma percentagem crítica da gordura total do corpo. Sabe-se que a deposição de gordura intramuscular é intensificada quando a gordura da carcaça aumenta para um determinado nível. Desse modo, um animal que é abatido em um teor de gordura do corpo ideal pode ser mais valioso do que um animal tendo uma gordura total do corpo inferior e menos tiras de gordura para um mercado específico. Entretanto, o peso do animal sozinho proporciona pouca ou nenhuma informação da proteína do músculo, gordura total do corpo ou qualidade da carcaça.

[007] Um fator que é muitas vezes usado para descrever o crescimento potencial do gado é o quadro de pontuação. Se a idade de um animal é conhecida, a relação entre idade e a medição da altura do quadril pode ser convertida em um quadro de pontuação. Geralmente, um animal mantém um quadro de pontuação constante ao longo de toda a sua vida se tiver permissão de consumir quantidades adequadas de nutrientes para o crescimento potencial. Animais com um quadro de pontuação mais alto terão um peso corporal amadurecido maior do que um animal com um quadro de pontuação menor, quando animais são em percentagem similar da gordura total do corpo.

[008] O conhecimento do quadro de pontuação de um animal juntamente com seu peso pode proporcionar um indicador muito mais confiável do crescimento e eventual peso da carcaça, composição ou qualidade do tecido. Ainda, a medição de ambos, tamanho e peso, pode proporcionar informações a respeito das quantidades relativas de proteína de músculo e deposição de gordura. Por exemplo,

Petição 870180137961, de 05/10/2018, pág. 10/35 observando animais de peso similar, um animal de pontuação de quadro grande terá menos gordura total ou mais proteína de músculo enquanto um animal em um quadro de pontuação menor tem maior gordura total do corpo e menos proteína de músculo. Desse modo, o conhecimento do quadro de pontuação e peso pode permitir uma estimativa da gordura total do corpo e proteína do músculo. Será percebido que tais informações são particularmente úteis para avaliação e/ou previsão de peso final de animais que produzem carne para abate.

[009] O peso do quadril é tradicionalmente medido com uma vara calibrada com um distribuidor. Em uso, a vara é colocada adjacente ao animal e o distribuidor é movimentado de tal maneira que ele descansa nas costas dos animais. A medição manuais de um animal dessa maneira consome tempo, e em alguns casos é potencialmente perigoso para o operador. A fim de tratar este problema, um método automatizado de medir o peso pélvico de um animal usando ultrassom foi desenvolvido pelo presente inventor e descrito no pedido de patente internacional publicado sob o No. WO 99/067631.

[010] Na prática, entretanto, a idade de um animal não é sempre conhecida o que significa que o quadro de relacionamento de pontuação/peso não pode ser usado para prever a composição do corpo. Isto pode ser abordado fazendo medições em intervalos de tempo para determinar uma taxa de crescimento de animal. Um animal de crescimento esquelético e de músculo rápido depositará pouca gordura, enquanto um animal de crescimento esquelético e de músculo lento depositará maiores quantidades de gordura proporcionado acesso a entradas nutricionais similares. Informações adicionais a respeito do potencial de um animal podem ser obtidas fazendo medições em adição a altura do quadril. Em particular, largura e comprimento do animal podem proporcionar informações valiosas.

[011] O presente inventor também desenvolveu um sistema e método para medir o comprimento esquelético que utiliza a relação entre a posição das pernas de um bovino individual e o comprimento esquelético. Geralmente, o ponto central

Petição 870180137961, de 05/10/2018, pág. 11/35 entre as pernas dianteiras é substancialmente perpendicular à região imediata dentro ou posterior ao ponto dos ombros do animal. O ponto central entre as pernas traseira de um animal é substancialmente perpendicular às juntas traseiras da região pélvica do animal. O sistema usa uma fonte de luz e um dispositivo óptico para obter uma imagem de silhueta das pernas. A imagem é depois processada para determinar a posição das pernas do animal e obter uma estimativa do comprimento esquelético do animal. A despeito dos melhoramentos deste sistema sobre os métodos da técnica anterior, o presente inventor desenvolveu agora um método alternativo e sistema para medir um animal.

Sumário da Invenção [012] De acordo com uma primeira forma ampla da invenção, é proporcionado um sistema para medir às posições relativas das pernas dianteiras e traseiras de um ungulado de pé, o sistema incluindo:

[013] uma área de sensores dentro da qual um ungulado a ser medido é posicionado, que compreende uma pluralidade de regiões de sensores lineares discretos, espaçados por uma distância conhecida, na parte interna da área de sensores, cada região de sensores tendo um sensor operativamente associado com a mesma, em que o sensor é responsivo à presença da parte inferior de uma perna dentro da região de sensores e;

[014] um processador para receber dados de cada sensor, identificar as regiões de sensores em cujo interior uma parte inferior de uma perna está presente e, com base na distância entre as regiões de sensores identificadas, determinar as relativas posições das pernas dianteiras e traseiras.

[015] O sistema tem uma área de sensores tendo um número de regiões de sensores lineares discretos separadamente espaçados por uma distância conhecida. As regiões de sensores lineares são tipicamente alinhadas de tal maneira que elas são paralelas e substancialmente em ângulos a direita da linha se estendendo ao longo da espinha dos animais. Elas também podem ser dispostas substancialmente paralelas à linha se estendendo ao longo da espinha do animal, embora isso seja menos

Petição 870180137961, de 05/10/2018, pág. 12/35 preferido, pois a perna dianteira pode interferir com a detecção de uma perna traseira e vice versa.

[016] O processador pode identificar quais regiões de sensores têm uma parte mais baixa de uma perna dentro daquela região de sensores. Apropriadamente, as regiões de sensores têm um identificador tal como um identificador numérico que pode aumentar em número a partir do anterior para o posterior do animal. Como as regiões de sensores são uma distância conhecida à parte, cada região de sensores identificada pode também ser alocada a uma distância de um ponto de referência.

[017] Os sensores como usados no sistema da presente invenção podem ser de qualquer tipo apropriado que pode detectar a presença da parte inferior da perna de um ungulado dentro de uma região de sensor linear. Em uma forma da invenção, o sistema compreende uma matriz de emissores de raios de luz de sensor de espaçamentos conhecidos. O espaçamento entre os emissores é tipicamente menos do que o diâmetro médio da parte mais baia das pernas de ungulados. Para o gado, o espaçamento é tipicamente entre cerca de 30 mm a cerca de 80 mm, preferivelmente cerca de 50 mm.

[018] O raio de luz do sensor pode ser qualquer raio de luz apropriado incluindo, mas não limitado a infravermelho, luz visível, ultrassom ou laser. Quando o raio de luz é um raio ultrassom, um transdutor tendo uma emissão de raios de luz estreita, apropriadamente com uma largura de cerca de 20 mm a 30 mm, tipicamente cerca de 25 mm.

[019] A matriz de sensores pode operar em qualquer modo de sensor apropriado que é apropriado para detectar um objeto que interrompe um raio de luz do sensor. Tipicamente, a matriz opera em um modo retro refletivo em que receptores e emissores são localizados juntos e o sistema inclui uma matriz de refletores espaçados ou um refletor contínuo localizado oposto aos emissores. Desta maneira, um objeto que interrompe a luz viajando entre o emissor e o refletor pode ser detectado. Um modo

Petição 870180137961, de 05/10/2018, pág. 13/35 alternativo de operação é através do modo do raio de luz tendo uma matriz de receptores igualmente espaçados localizados opostos aos emissores. Desta maneira, objetos que interrompem um raio ou raios de luz particulares podem ser detectados. Alternativamente, o receptor pode detectar um raio de luz refletido a partir de um objeto interrompendo o raio de luz. Este método de detector de comprimento de gado permite automaticamente detector o animal através do processador para captura de dados manual ou automática.

[020] O sistema inclui um processador para determinar a distância entre raios de luz interrompidos. Como a localização dos raios de luz interrompidos corresponde a uma perna de um animal, a distância entre raios de luz interrompidos pode ser usada para proporcionar informações quanto às posições relativas das pernas do animal. Como o espaçamento entre cada raio de luz é conhecido, determinando a distância entre raios de luz interrompidos é um cálculo relativamente simples.

[021 ] Em uma modalidade alternativa, o sistema pode incluir uma grade com uma pluralidade de barras separadamente espaçadas verticalmente móveis em resposta ao peso de um pé do ungulado. As barras podem estar operacionalmente conectadas a um sensor que pode detectar quando uma barra foi deslocada. Apropriadamente, as barras também têm um mecanismo de retorno para retornar as barras para a posição normal depois do peso ter sido removido.

[022] A grade de chão pode ser qualquer arranjo apropriado e as barras podem ser redondas, retangulares, ou quadradas em corte transverso. As barras são tipicamente feitas de aço ou outro material forte e durável. Cada barra está associada a um sensor de posição individual colocado em um ou cada lado que é acionado quando peso é colocado na barra. O sensor da posição depois envia um sinal para um controlador ou processador. Apropriadamente, as barras são montadas dentro de canais que possibilitam o movimento vertical com mínimo movimento horizontal. As barras podem também ter um mecanismo de retorno para retornar as barras para a posição original quando o peso tiver sido removido. Mecanismos apropriados incluem um material resiliente tal como borracha, ar ou uma bolsa de fluido. Alternativamente, as barras podem

Petição 870180137961, de 05/10/2018, pág. 14/35 ser na diagonal em direção à posição de retorno através de molas.

[023] De acordo com uma forma ampla adicional da invenção é proporcionado um método para medir relativas posições das pernas dianteiras de traseiras de um ungulado de pé, o método incluindo;

[024] proporcionar uma área de sensores dentro da qual um ungulado para ser medido é posicionado de pé e que compreende uma pluralidade de regiões de sensores lineares discretos espaçados de uma distância conhecida que em uso se estende em direção a um lado de um ungulado dentro da região de sensores, cada área de sensores tendo um sensor responsivo à presença da parte inferior das pernas de um ungulado dentro da região de sensores e;

[025] determinar a distância entre aquelas áreas de sensores dentro das quais uma perna foi detectada com base no espaçamento conhecido e obtendo posições dianteiras de traseira relativas às posições das pernas a partir da dita distância.

[026] Um método preferido inclui proporcionar uma matriz de raios de luz de emissores dos sensores de espaçamentos conhecidos para emitir raios de luz dos sensores na direção da parte inferior das pernas do ungulado de tal maneira que pelo menos um raio de luz dos sensores é interrompido pelas pernas; e [027] determinar a distância entre o raio de luz dos sensores interrompido com base nos espaçamentos conhecidos e obter as posições relativas das pernas dianteiras e traseiras relativas à dita distância.

[028] As posições relativas das pernas dianteira e traseira podem ser usadas para proporcionar uma estimativa de um comprimento esquelético de um animal. Esta aproximação é baseada no fato de que uma posição normal de ungulado saudável é de tal maneira que o peso do corpo do animal é suspenso, a partir das pernas dianteira e traseira, através das respectivas juntas axiais. A posição das pernas possibilita suporte confortável do corpo do animal através da gravidade do centro ou distribuição igual do peso. Quando um animal está de pé com tal distribuição igual, o ponto central entre as pernas dianteiras é substancialmente perpendicular à imediata região dentro ou posterior

Petição 870180137961, de 05/10/2018, pág. 15/35 ao ponto dos ombros do animal, e o ponto central entre as pernas traseiras é substancialmente paralelo às juntas do quadril da região pélvica do animal. Medindo as posições relativas das pernas e calculando o ponto central entre as pernas dianteiras e traseiras, uma estimativa de comprimento do corpo esquelético entre o ponto do ombro e juntas do quadril pode ser feita.

[029] Será percebido a seguir, que a fim de que seja feita uma estimativa relativamente exata do comprimento do corpo, o animal deverá ficar de pé em uma posição natural quando as medições são feitas. Posições não naturais das pernas e flexionando o pescoço de modo a distorcer a posição do ombro, do pescoço ou da cabeça pode resultar em medições incorretas.

[030] Uma tal posição não natural da perna pode ocorrer quando um animal está sob tensão ou de pé em uma superfície escorregadia ou desnivelada. Uma posição distorcida pode também ocorrer quando o animal está restrito com equipamentos de manejo convencional tal como compressões, cavaletes condutos de espremer que aplicam pressão para segurar o pescoço, ombros e lados.

[031] Em um sistema da invenção particularmente preferido, o animal é confinado sem restrição física. Tipicamente, o animal é confinado em uma unidade de confinamento tendo paredes laterais opostas e portas de entrada e saída. A matriz de emissores de sensores é montada junto com uma porção inferior de uma parede lateral. Receptores de feixe do sensor, se empregam um modo de contorno (throughseam) da operação de sensor são apropriadamente montados na parede oposta. Quando da utilização de um modo de operação retro-refletor, um refletor prismático ou fita refletora é tipicamente montada na parede oposta. Tipicamente, as paredes laterais são sólidas de tal maneira que o animal não pode ver os lados da unidade. Isto pode reduzir a tensão do animal.

[032] Uma unidade de confinamento de animal particularmente preferida tem paredes laterais que cobrem em direção à base da unidade. Isto possibilita mais espaço em torno da cabeça do animal enquanto limitando excesso de movimento da

Petição 870180137961, de 05/10/2018, pág. 16/35 perna. O espaço da área da cabeça serve para reduzir a tensão e gerar confiança do animal que facilita a composição em uma posição natural.

[033] O tamanho real da unidade de confinamento pode variar dependendo da variação de tamanhos dos animais e quaisquer sistemas tamanhos de produção de animal usados em associação com o sistema. A unidade é tipicamente dimensionada de tal maneira que o animal tem espaço adequado para se movimentar para frente e para trás para se sentir confortável e achar uma posição natural da perna para ficar de pé, mas também tem uma largura apropriada para posicionamento longitudinal do animal para medições confiáveis ser capazes de ser tiradas.

[034] Dimensões internas preferidas de uma unidade de confinamento para uso com gado variam em comprimento de cerca de 2,4 m a cerca de 3,0 m de largura uma largura de base de entre cerca de 0,500 a cerca de 0,600 m, uma largura de topo de entre cerca de 0,75 m a cerca de 0,85 m e uma altura de entre cerca de 1,8 m a cerca de 2,0 m.

[035] A unidade de confinamento pode também ser colocada em uma unidade lateral perpendicular ou pista de corrida para minimizar os movimentos para os lados do animal. As paredes perpendiculares podem ser fixas ou desmontáveis para minimizar a distância ou permitir o cálculo da largura pélvica.

[036] A fim de acomodar animais menores, a unidade pode ainda incluir amortecedores virados para dentro para adicionalmente reduzir a largura interna das partes mais baixas da unidade. Os amortecedores podem ser fixos ou móveis entre uma posição estendida e retraída. Quando amortecedores estão presentes, o raio de luz da matriz emissora de sensores é tipicamente localizado abaixo dos amortecedores.

[037] A base da unidade é tipicamente proporcionada com um chão. O chão é preferivelmente feito de um material que proporciona uma fricção e/ou compressão de pata de tal maneira que o animal está confiante de mover para dentro da unidade. Chãos com deslizamento e/ou duros podem fazer o animal se esquivar ou ficar de pé em uma posição não natural. Chãos são projetados para possibilitar pronta

Petição 870180137961, de 05/10/2018, pág. 17/35 drenagem de excrementos liberados.

[038] Tipos de chão apropriados incluem piso de borracha com ou sem superfície de textura. A superfície de textura pode ter padrões longitudinais, transversos e/ou linhas entrecruzadas cerca de 10 mm a cerca de 40 mm de profundidade. Esta superfície possibilita um nível de compressão e fricção da pata para confiança do animal e posicionamento da perna de pé natural. Piso de borracha é superior para movimento do gado e posição em pé, e possibilita limpeza fácil.

[039] O gado que entra na unidade de confinamento pode não conseguir avançar totalmente dentro da faixa de leituras de sensores, colocando a região da pélvis ou da cauda dentro da porta de trás. A porta de trás da unidade de confinamento pode ser equipada com um bloco de prolongamento para dentro (100-200 mm) em cada borda da porta para manter o gado dentro da faixa de sensores. Um outro método é adaptar um para-choque de borracha no chão da entrada de trás, evitando que o animal coloque as patas na área da porta traseira.

[040] É também preferido que a unidade tenha iluminação adequada, pois isto pode ajudar na confiança do animal. Ainda adicionalmente, a unidade pode ser projetada para minimizar barulho, pois o barulho pode estressar um animal confinado.

[041] De acordo com uma forma adicional da invenção, é proporcionada uma unidade de confinamento de ungulado para confinar um ungulado sem contato físico, a unidade tendo uma base, paredes de lados opostos desviando-se para fora da base de tal maneira que a área de espaço da cabeça, para um animal confinado, é mais larga do que a área de espaço inferior para as pernas.

[042] O sistema pode tipicamente ainda incluir um dispositivo para medir a altura do animal e mais preferivelmente para medir uma ou ambas, altura e largura do animal. Tipos de dispositivos preferidos empregam o uso de ultrassom como anteriormente descrita pelo presente inventor nos pedidos de patente internacional publicados sob os Nos. W0 1199/067631 e WO 2005/009118.

Petição 870180137961, de 05/10/2018, pág. 18/35 [043] A medição do comprimento, altura e largura do animal pode proporcionar uma medição geométrica 3-dimensional aproximada do tamanho esquelético do animal. As medições esqueléticas são refletivas de uma capacidade de potencial de crescimento e carga de tecido do corpo de um indivíduo. Para o gado, outros animais que produzem carne e animais criados para a produção de leite, isto pode ser útil no gerenciamento do animal e para a estimativa da taxa de crescimento do animal. Para animais que produzem carne, um peso final dentro de uma proporção de gordura/proteína desejada, pode também ser estimado ou calculado. Um comprimento esquelético do animal é geralmente um melhor indicador de crescimento dos ossos e melhor variável do peso do corpo adulto do que ombro ou altura do quadril, por que o crescimento do esqueleto do animal é maior longitudinalmente do que verticalmente.

[044] O sistema da presente invenção pode também ainda incluir um dispositivo para medir o peso do animal. A unidade de confinamento pode ser associada com um dispositivo de escala de peso colado sob a unidade ou acima suspendendo a unidade. Alternativamente, um dispositivo de escala de peso pode ser alocado antes do ponto de entrada ou depois do ponto de saída da unidade de confinamento. Esses dados de peso são automaticamente baixados ou manualmente entrados com os arquivos do respectivo animal ou dirigidos para o processador. Alternativamente, o animal pode ser pesado remotamente e a informação a respeito do peso automaticamente ou manualmente ser entrada no processador para o respectivo animal.

[045] O sistema tipicamente ainda inclui uma leitora para identificar eletronicamente um identificador eletrônico de animal. Dispositivos de identificação eletrônica de animal incluem etiquetas de orelha, implantes, colar ou bolus de ruminantes que podem ser usados para identificar ungulado individual sem contato físico.

[046] Sistemas eletrônicos de identificação, usando transdutores (transmissores-receptores) passivos, são nacionalmente obrigatórios na Austrália, Nova

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Zelândia e Canadá para seus Sistemas de Identificação de Gado Nacional. O Meio Duplex (HDX) é uma tecnologia TI-RFIDTM 134.2 kHz que tem sido adotada pelo Sistema de Identificação de Gado Nacional na Austrália, Nova Zelândia, Canadá e certificado pela ISO. A outra tecnologia é Duplex Total (FDX) que é uma tecnologia de etiquetas 134 kHz LF também usada no esquema de identificação de gado canadense. Essas tecnologias variam em resistência de sinal, requerendo alinhamento do transmissor-receptor com uma antena para transmissão de sinal.

[047] Uma leitora eletrônica usada para obter um sinal de um transmissor-receptor é apropriadamente montada antes de entrar ou dentro da unidade de confinamento para permitir a leitura do sinal de identificação do animal individual ser lida e enviada para o processador. Algumas leitoras tais como as antenas são sensíveis a estruturas de metal que podem interferir na leitura da identificação eletrônica. Os fabricantes recomendam montar antenas em superfícies de plástico ou madeira.

[048] Uma locação preferida para montar as antenas para uma caixa de confinamento é na periferia ou fora de dispositivos de instrumentos localizados nos painéis dianteiro e traseiro construídos em paredes laterais de plástico ou madeira. Uma localização alternativa é no painel lateral dianteiro que pode ser construído de madeira sólida ou plástico.

[049] Sistemas de identificação eletrônica podem ser também dispositivos 'transdutores ao vivo' que possuem uma fonte de força interna que constantemente emite histórico e identificação únicas do animal para uma leitora especializada. As vantagens desses sistemas é que eles podem identificar animais em distâncias mais longe e múltiplos animais, ou um grupo de animais pode ser identificado a um tempo. Monitorar e identificação do animal com este dispositivo vai requerer modificar a leitora para permitir identificação de um único animal dentro da área de confinamento.

[050] O processador pode ser qualquer tipo apropriado de processador capaz de realizar a análise necessária a partir da matriz de sensores e quando desejado calcular o comprimento de um animal. O processador é também

Petição 870180137961, de 05/10/2018, pág. 20/35 apropriadamente capaz de receber e processar entradas de dados adicionais dos transdutores para medição de altura e/ou largura, dispositivos de escala de peso, e dispositivos de identificação eletrônica do animal e similares. Embora um computador pessoal com software apropriado pode ser empregado como o processador, é preferido que o processado r possa operar como uma unidade que está só de um computador com a habilidade de transferir dados processado através de rede, rede de internet para armazenamento no banco de dados central data ou diretamente no computador pessoal para armazenamento e manipulação de dados.

[051] Em uma forma da invenção, o sistema é operado manualmente em que o operador inicia captura de dados quando um animal é observado para estar na posição de pé normal. Tal operação manual pode convenientemente ser operada usando um controle remoto seguro pela mão. Nos casos em que existe uma alta produtividade operacional de animais e a possibilidade de confusão e erro humano, é preferível que o processador inclua um meio de sinalizar para um operador que os dados do animal foram capturados ou não capturados. Depois do operador ter recebido a confirmação de que os dados foram capturados, o operador pode liberar aquele animal e deixar um animal diferente entrar na área de medições. Isto é tipicamente controlado pelas portas ou portões de entrada e saída.

[052] Alternativamente, os dados podem ser automaticamente capturados de tal maneira que um operador humano não é necessário para determinar quando um animal está de pé para uma medição. Um modo automático seria tipicamente incluir um meio para determinar quando um animal está substancialmente parado em pé. Tal método requer identificar o animal específico através de um sistema de identificação eletrônica sistema e pode incluir tomar um fluxo de leituras dos sensores por um período de tempo até que tal tempo e as leituras sejam substancialmente constantes.

[053] Na modalidade que ainda inclui transdutor ultrassom, um fluxo de medições ultrassom pode ser usado alternativamente ou em adição às medições de sensor para determinar quando um animal está de pé parado o suficiente para

Petição 870180137961, de 05/10/2018, pág. 21/35 medições. Um sistema automatizado pode remover o subjetivamente associado com operação manual. Um sistema auto matizado pode também incluir controle automático da entrada e saída do animal. Por exemplo, depois da captura dos dados ter sido feita, um portão de saída pode automaticamente ser aberto seguido pela abertura de um portão de entrada para permitir que o próximo animal entre para ser medido.

[054] Em uma outra forma do sistema e método da invenção, os animais podem ser delineados de acordo com medições e/ou cálculos obtidos a partir dos mesmos. Por exemplo, no caso de gados dependendo da medida do tamanho, eles podem ser direcionados no sentido de diferentes barragens para diferentes processamentos ou despachados para o mercado.

[055] O sistema e método da presente invenção são tipicamente empregados em associação de gerenciamento de lotes de terra para alimentação de gado. Tipicamente, um animal é pesado e medido ao entrar no lote para alimentação. Depois de cerca de 60 dias eles são medidos e pesados novamente. A segunda medição possibilita crescimento esquelético e de músculo e um nível de deposição de gordura ser averiguado. Opcionalmente medidas adicionais podem ser tiradas em intervalos de tempo adicionais para obter mais informações relacionadas à taxa de crescimento de um animal.

[056] De acordo com uma forma ampla adicional da presente invenção, é proporcionado um método para determinar a taxa de crescimento de um ungulado, o método incluindo determinar um primeiro comprimento e peso do corpo esquelético em um primeiro ponto de tempo, determinar um segundo comprimento esquelético e segundo peso em um segundo ponto de tempo e comparar os primeiros e segundos comprimentos e pesos; em que o comprimento do corpo esquelético é determinado por proporcionar uma área de sensibilidade dentro da qual um ungulado é posicionado para ser medido e que compreende uma pluralidade de regiões discretas de sensores lineares espaçados em uma distância à parte conhecida que em uso se estende na direção de um lado de um ungulado dentro da região de sensores, cada área de sensibilidade tendo um sensor responsivo à presença da parte mais baixa das pernas do

Petição 870180137961, de 05/10/2018, pág. 22/35 ungulado dentro da região de sensores;

[057] determinar a distância entre aquelas áreas de sensores nas quais uma perna foi detectada com base nos espaçamentos conhecidos e obtidos em relação às posições traseiras das pernas a partir da dita distância; e determinar o ponto médio entre as pernas dianteiras e calcular o comprimento do corpo esquelético a partir dos ditos pontos médios; e [058] obter um peso do ungulado em um primeiro ponto do tempo e obter um segundo comprimento do corpo esquelético e medição de peso em um segundo ponto de tempo pré-determinado.

[059] Obter dimensões do corpo do animal em conjunto com ou sem o peso do corpo ajuda na previsão do crescimento do gado vivo e uma estimativa de tamanho final de gado adulto. Em última análise, essas dimensões de animal vivo podem ser usadas para prever peso de carcaça, várias características anatômicas (por exemplo tamanho e peso da área da anca, área da nervura dos olhos, etc.), firmeza da estrutura anatômica e grau de carcaça para vários países com base no sistema de dissecação de carcaça (por exemplo USDA, Canadá, México, África do Sul).

Breve Descrição dos Desenhos [060] A título de exemplo somente, modalidades preferidas da presente invenção serão descritas com referência às Figuras a seguir:

[061 ] a Figura 1 é uma vista esquemática de uma vaca;

[062] a Figura 2 é uma vista plana esquemático de um sistema preferido da presente invenção;

[063] a Figura 3 é uma vista esquemática frental do sistema ilustrado na Figura 2;

[064] a Figura 4 é uma vista posterior do sistema ilustrado na Figura 2;

[065] a Figura 5 é uma vista esquemática mostrando a relação entre as pernas do animal e um raio de luz dos sensores;

Petição 870180137961, de 05/10/2018, pág. 23/35 [066] a Figura 6 é uma vista esquemática de um sistema de processamento preferido para uso com um sistema preferido da presente invenção;

[067] a Figura 7 é uma vista esquemática de um sistema preferido da presente invenção usado em um sistema de esboço automático de animal;

[068] a Figura 8 é uma vista esquemática de uma seção de outro sistema preferido da presente invenção tendo uma grade; e [069] a Figura 9 é uma vista de um plano esquemático da grade do sistema mostrada em parte na Figura 8.

Descrição Detalhada da Realização Preferida [070] A Figura 1 mostra uma vista esquemática de uma vaca 10, e a relação entre a posição da perna e o comprimento do esqueleto. O ponto médio 11 entre as duas pernas da frente 12,13 fica substancial mente atrás do ponto dos ombros 14 do animal. O ponto médio 15 entre os pés de trás 16,17 é substancialmente perpendicular às juntas dos quadris na região pélvica 18 do animal. A distância L proporciona uma boa estimativa do comprimento do esqueleto.

[071] A Figura 2 é uma vista plana do sistema 20 em uso. O sistema 20 inclui um box de confinamento 21 tendo as portas de entrada 22 e de saída

23. Associados com as portas estão dispositivos de identificação eletrônica 24, 25 para eletronicamente ler uma identificação eletrônica do animal e, desse modo, registrar quando um determinado animal entra e sai do box.

[072] O box de confinamento 21 tem paredes laterais opostas 26, 27 que são anguladas em direção ao chão. Amortecedores 28 se estendem para fora de cada parede. Uma matriz 29 do raio de luz dos sensores é localizada ao longo de uma parede 26. Os raios de luz dos sensores operam usando 624 nm de luz vermelha. A parede oposta 27 tem tira de fita refletiva 30 para refletir aqueles raios de luz dos sensores não bloqueados pelas pernas do animal.

[073] O sistema 20 também inclui transdutores ultrassom 31, 32, 33 localizados acima em qualquer lado da região pélvica. Um processador 34 é

Petição 870180137961, de 05/10/2018, pág. 24/35 proporcionado para processar dados dos transdutores e receptores e para calcular as dimensões do animal como será discutido abaixo.

[074] A Figura 3 é uma vista esquemática frontal do sistema 20 da Figura 2 que mostra um ângulo de inclinação das paredes laterais 26, 27 na direção do chão 35. Pode ser visto que o ângulo de inclinação das paredes define uma área de espaço da cabeça mais largo 40 do que a área de espaço da perna inferior 41. A área de espaço mais amplo da cabeça possibilita o animal ter espaço suficiente para a cabeça para se sentir confortável embora limitando movimento lateral da perna.

[075] A Figura 4 mostra uma vista de trás do sistema 20 e ilustra os transdutores 31, 32, 33 em uso. O transdutor 31 é localizado verticalmente acima da região pélvica do animal e possibilita a distância entre o transdutor e o animal ser medida. Como a distância F entre o transdutor e o chão é conhecida, a altura H do animal pode ser calculada de acordo com H = F D. Os transdutores são cronometrados separadamente para enviar e receber sinais para evitar que os sinais cruzem ou criem interrupção de sinal.

[076] Os transdutores 32, 33 são localizados em lados opostos do animal, Cada transdutor mede a distância D1, D2 entre o transdutor e o lado da região pélvica. Como a distância D3 entre os transdutores é conhecida, a largura pélvica W pode ser calculada de acordo com W = D3-D1-D2.

[077] O sinal de ultrassom gerado tem um diâmetro que cobre uma região do corpo do animal. O processador pode calcular e possibilitar a distância mais curta que um sinal refletido atravessa, de tal maneira que os pontos mais elevados ou mais largos podem ser medidos. Isto significa que o animal não necessita ficar de pé exatamente verticalmente abaixo do transdutor 31 ou equidistante entre os transdutores 32, 33. A ausência ou sinais distorcidos são removidos do cálculo.

[078] A Figura 5 esquematicamente mostra a relação entre posições 12, 13 da perna dianteira e 16, 17 da perna traseira e raios de luz dos sensores 36. Os raios de luz dos sensores emissores na matriz 29 são localizados a 50 mm à parte. Os raios de luz dos sensores são numerados numericamente a partir da frente 22 para a

Petição 870180137961, de 05/10/2018, pág. 25/35 traseira 23 da unidade de confinamento. A perna esquerda da frente 12 interrompe os raios de luz dos sensores 11 e 12; a perna da frente direita ou perna anterior interrompe os raios 14,15 e a perna traseira esquerda ou perna posterior interrompe os raios 27,28 e a perna traseira direita interrompe os raios de luz 30-31. Isto possibilita os cálculos como mostrado na Tabela a seguir, em termos de distância da frente do box.

Posição Anterior	Sensor 11	Distância 550 mm
Anterior	12	600 mm
Anterior	14	700 mm
Anterior	15	750 mm
Posterior	27	1350 mm
Posterior	28	1400 mm
Posterior	30	1500 mm
Posterior	31	1550 mm

[079] Isto permite que os seguintes cálculos sejam feitos: Distância anterior: ((750 mm - 550 mm) x 0,5) + 550 mm = 650 mm posição da região do meio torácico do gado.

Distância posterior: ((1550 mm -1350 mm) x 0.5) + 1350 mm = 1450 mm posição do meio da pélvis.

[080] O comprimento torácico para o pélvico é calculado como 1450 mm - 650 mm = 800 mm.

[081 ] A Figura 6 mostra uma vista esquemática de um sistema de processamento que pode ser usado com a presente invenção. O sistema de processamento inclui um controlador unidade de ficar de pé 34 que recebe dados da matriz de sensores 29a e 29b, transdutores, 31, 32, 33, dispositivos de identificação eletrônica 24, 25 e escala de peso eletrônico. O controlador é ligado a um computador 45 com tela de toque para exibir a medição como também a identificação do gado entrando quando um El D não é funcional ou ausente.

[082] O computador é ligado a um roteador de rede 44 e modem

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ADSL 42 ou ENet sem fio para transferência de dados para o sítio ou computador remoto ou servidor. Conexões de tomada para uma ENet 50 e porta USB 51 são também proporcionadas. Um deflagrador remoto seguro na mão 43 é usado para manualmente capturar dados e transmitir para o receptor 47. O controlador tem terminais 52 e um suprimento de força 53.

[083] O controlador 34 pode operar em um modo manual e/ou auto mático. No modo manual, um operador, tipicamente segurando o deflagrador remoto 43 vai ativar o processador para capturar dados dos sensores e transdutores quando, na opinião do operador, o animal está substancialmente parado. No modo automático de operação, um fluxo de medições é tirado e quando os sinais são relativamente constantes por um período predeterminado de, por exemplo 5 a 10 segundos, medições serão tiradas.

[084] A Figura 7 mostra a vista esquemática do sistema 20 e método da presente invenção sendo usado para automaticamente esboçar o gado dependendo de suas medições. Este portão de saída do sistema leva a um cercado 46 que tem três portões de saída 47, 48, 49, cada saída levando para um cercado ou terreno de permanência 50, 51, 52. Cada portão está sob o controle do controlador 34 de tal maneira que os animais podem automaticamente ser separados em terrenos de permanência diferentes. Por exemplo, o gado mediante entrada em um lote de alimentação pode ser separado de acordo com o tamanho de depois reseparado segundo mediante segundas ou adicionais medições, dependendo da taxa de crescimento que por sua vez proporciona uma estimativa quanto ao peso final, tempo de permanência em alimentação, quantidade de alimentação requerida, e similares.

[085] A Figura 8 é uma vista esquemática de um arranjo de sensores 60 associados com uma barra de aço 61 que faz parte de uma grade de chão. A barra 61 é montada dentro de uma estrutura de metal 62 e é móvel entre uma posição de repouso (como mostrado) e uma posição deprimida. A barra 61 é inclinada na direção da posição de descanso pelo material de compressão 63. Uma posição ou sensor de proximidade 64 é localizado adjacente à borda da barra de aço para detectar quando a

Petição 870180137961, de 05/10/2018, pág. 27/35 barra está na posição de repouso ou sensibilidade. O sensor pode ser qualquer tipo de sen sor apropriado. Um exemplo de um sensor apropriado é um sensor indutivo.

[086] Uma vantagem de um sensor indutivo é que ele não requer contato físico e desse modo pode operar em condições de sujeira. Alternativamente, se o sensor é um sensor de contato, isto é, depende do contato com a barra de aço na posição de descanso, cujo contato é interrompido quando a barra é abaixada para a posição do sensor, o sensor pode ser alojado dentro de um alojamento resistente à poeira.

[087] A Figura 9 mostra uma vista esquemática de uma grade de chão 70, tendo um número de barras 61 como mostrado na Figura 8. As barras são numeradas a partir de 1 até 50, o número 1 estando na frente da alça da região anterior do animal e a barra número 50, na região posterior do animal. As barras são espaçadas 40 mm à parte. As posições dos pés dianteiros 64, 65 e traseiros 66, 67 de um animal são mostradas. Os respectivos pés têm números de barra reduzidos 8, 14,44 e 47, que estão em distâncias de 320 mm, 560 mm, 1760 mm e 1880 mm a partir da frente da grade.

[088] O comprimento do animal pode ser calculado como pés dianteiros (((560 mm - 320 mm) x 0.5) + 320)) = 440 mm [089] e pés traseiros (((1880 mm -1760 mm) x 0.5) + 1760 mm) = 1820 mm [090] para um comprimento de

1820 mm - 440 mm = 1380 mm.

[091 ] Pode ser visto que calculando as distâncias dessa maneira, não é necessário usar um sensor para determinar a distância. Isto possibilita simplificar e mais sensores custo efetivos ser usados. Também evita erros que podem ocorrer quando usando sensores para determinar distâncias em um ambiente sujo ou poeirento.

[092] Pode ser percebido que o método e sistema da presente invenção possibilitam as locações relativas das pernas de um ungulado para serem

Petição 870180137961, de 05/10/2018, pág. 28/35 medidas facilmente sem causar tensão indevida para o animal e sem comprometer a segurança da pessoa encarregada. Medições periódicas permitem que uma taxa de crescimento seja determinada. A taxa de crescimento pode depois ser usada para prever um número de fatores incluindo tempo de alimentação antes de atingir um peso final alvo, composição do tecido e qualidade da carcaça. Tais medições podem também ajudar os ad ministradores do animal na alocação de recursos de alimentação para alcançar uma taxa de crescimento desejada e composição do tecido vivo.

[093] Será percebido que várias mudanças e modificações podem ser feitas na presente invenção como descrito e reivindicado aqui sem se afastar do espírito e escopo da mesma.

Claims (18)

1. Reivindicações

   1. Sistema para medir as posições relativas de uma perna dianteira e uma perna traseira de um ungulado em pé, o sistema caracterizado por uma área de detecção sobre a qual um ungulado (10) a ser medido é posicionado, referida área tendo barras (61) paralelas espaçadas por uma distância conhecida, cada barra (61) sendo móvel a partir de uma posição livre para uma posição deslocada em resposta ao peso do ungulado (10) quando uma perna dianteira (12, 13) ou uma perna traseira (16, 17) do ungulado (10) é colocada sobre a mesma, um sensor (29) associado a cada barra (61) para detectar um deslocamento da barra (61) causado pela colocação de uma perna dianteira (12,13) ou de uma perna traseira (16,17) sobre a mesma e para transmitir dados relativos a este deslocamento, pelo que as posições relativas das pernas dianteiras (12,

   13) e das pernas traseiras (16,17) pode ser determinada pela identificação das barras (61) que foram deslocadas e pela distância entre as barras (61) deslocadas.
2. 2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, adicionalmente caracterizado por uma unidade de confinamento (21) para confinar o ungulado (10) em uma posição estacionária e sem restrição física, a unidade de confinamento (21) tendo uma base e paredes laterais (26, 27), em que as paredes laterais (26, 27) se afastam uma da outra no sentido para cima a partir da base de tal maneira que a área de espaço para a cabeça para um ungulado (10) confinado é mais larga que a área de espaço inferior para as pernas.
3. 3. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato que a unidade de confinamento (21) tem um para-choque localizado em cada uma das paredes laterais (26, 27) e na direção da base, referidos para-choques definindo parcialmente uma área de espaço inferior para as pernas.
4. 4. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato que os para-choques são móveis entre uma posição recolhida e uma posição estendida.
5. 5. Sistema de acordo com a reivindicação 1, adicionalmente caracterizado por um dispositivo para medir uma altura pélvica do ungulado (10).

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6. 6. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por um transdutor ultrassônico no dispositivo para medir a altura que emite um sinal ultrassônico na direção da região pélvica do ungulado (10) e mede a distância entre o transdutor ultrassônico e a região pélvica do ungulado (10).
7. 7. Sistema de acordo com a reivindicação 1, adicionalmente caracterizado por um dispositivo para medir uma largura do ungulado (10).
8. 8. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por um par de transdutores ultrassônicos (31,32, 33) no dispositivo para medir a largura do ungulado que emitem sinais ultrassônicos na direção dos lados opostos do ungulado (10) e medem a distância entre os transdutores ultrassônicos e o ungulado (10).
9. 9. Sistema de acordo com a reivindicação 6 ou 8, caracterizado pelo fato que as medições obtidas pelos dispositivos são usadas para classificar os animais medidos.
10. 10. Sistema de acordo com a reivindicação 1, adicionalmente caracterizado por uma leitora (24, 25) para eletronicamente identificar um identificador de eletrônico de animal.
11. 11. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato que o identificador eletrônico de animal é selecionado do grupo consistindo em identificações auriculares, implantes, coleira ou bolos ruminais eletrônicos.
12. 12. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por dimensões físicas selecionadas para acomodar um bovino.
13. 13. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato que o espaçamento entre as barras (61) é entre 30 mm e 80 mm.
14. 14. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que cada sensor (29) é um sensor por indução.
15. 15. Método para medir as posições relativas de uma perna dianteira e uma perna traseira de um ungulado em pé, o método caracterizado pelas etapas de:

    proporcionar uma área de detecção sobre a qual um ungulado (10) a ser

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    3/3 medido é posicionado, referida área tendo barras (61) paralelas espaçadas por uma distância conhecida, cada barra (61) sendo móvel a partir de uma posição livre para uma posição deslocada em resposta ao peso do ungulado (10) quando uma perna dianteira (12,13) ou uma perna traseira (16, 17) do ungulado (10) é colocada sobre a mesma, proporcionar regiões de sensores (24, 25) lineares independentes espaçados uns dos outros por uma distância conhecida na área de detecção, cada região de sensores (24, 25) tendo um sensor (29) operativamente associado, cujo sensor (29) é responsivo à presença de uma parte inferior de uma perna dianteira (12, 13) e de perna traseira (16,17) na região de sensores (24, 25), em que a área de detecção é um cercado com barras (61) paralelas e em que cada região de sensores (24, 25) lineares é definida pelas referidas barras (61), e identificar uma ou mais regiões de sensores (24,25) nas quais uma parte inferior de uma perna dianteira (12,13) ou de uma perna traseira (16,17) está presente e, com base na distância entre referidas regiões de sensores (24, 25) identificadas, determinar as posições relativas das pernas dianteiras (12, 13) e traseiras (16, 17).
16. 16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato que as regiões de sensores (24, 25) lineares são definidas por uma série de barras (61) móveis entre uma posição livre e uma posição deslocada em resposta ao peso de um ungulado (10) posicionado sobre a mesma.
17. 17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato que o ungulado (10) é um bovino.
18. 18. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por adicionalmente proporcionar um dispositivo para medir uma altura pélvica do ungulado (10).