BR112015025972B1

BR112015025972B1 - sistema e método para determinar consumo de alimento de pelo menos um animal

Info

Publication number: BR112015025972B1
Application number: BR112015025972-3A
Authority: BR
Inventors: Søren BORCHERSEN; Niels Worsøe Hansen; Claus Borggaard
Original assignee: Viking Genetics Fmba
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2020-12-08
Also published as: CN105307482A; CA2908329C; SI2983465T1; PL2983465T3; IL241819B; LT2983465T; ZA201508121B; DK2983465T3; AU2014252457B2; EA028910B1; ES2843528T3; US20180249683A1; US20160066546A1; EP2983465B1; NZ714005A; US10420328B2; CN105307482B; MX365564B; BR112015025972A2; EP2983465A1

Abstract

SISTEMA PARA DETERMINAR CONSUMO DE ALIMENTO DE PELO MENOS UM ANIMAL. A INVENÇÃO SE REFERE A UM SISTEMA DE MONITORAMENTO DE ANIMAL PARA DETER-MINAR CONSUMO DE ALIMENTO DE UM OU MAIS ALIMENTOS DE ANIMAIS EM UMA ÁREA DE ALIMENTAÇÃO, COMPREENDENDO UMA UNIDADE DE IMAGIOLOGIA PARA CRIAR IMAGEM DE INTERVALO DA ÁREA DE ALIMENTAÇÃO, MEIOS DE IDENTIFICAÇÃO CONFIGURADOS PARA IDENTIFI-CAR DE MANEIRA ÚNICA CADA ANIMAL PARA ALIMENTAÇÃO, E MEIOS DE PROCESSAMENTO CONFIGURADOS PARA AVALIAR A QUANTIDADE DE ALIMENTO CONSUMIDO POR CADA ANIMAL IDENTIFICADO AO DETERMINAR A REDUÇÃO DE ALIMENTO EM IMAGENS SUBSEQUENTES DA ÁREA DE ALIMENTAÇÃO NA FRENTE DE CADA ANIMAL IDENTIFICADO.

Description

Campo da invenção

[001] A invenção se refere a um sistema e método para determinar consumo de alimento de pelo menos um animal de pecuária e/ou para determinar o consumo de alimento individual de uma pluralidade de animais de pecuária.

Fundamento da invenção

[002] Alimento para pecuária, tal como gado, é dado principalmente como concentrados e forragem. O concentrado de alimento de alta energia compreende farinha de colza, refeição de soja e minerais e vitaminas, considerando que forragem rica em fibra compreende silagem de capim, silagem de milho, alfafa ou palha de sementes de grama ou culturas de grãos. No entanto, alimento para animais, como usado aqui, podem compreender concentrado, forragem, aditivos, produtos e, em geral, qualquer coisa que possa ser ingerida e digerida pelos animais.

[003] Alguns fazendeiros preferem separar concentrado e forragem e prover cada um separadamente, a fim de controlar e monitorar a quantidade de concentrado provido para os animais, e sistemas para dosar alimento concentrado são conhecidos na técnica. No entanto, está se tornando mais comum misturar o concentrado e a forragem (e outro alimento animal apropriado e relevante) e prover esta mistura aos animais por meio da área de alimentação normal, por exemplo, em um estábulo. A área de alimentação é tipicamente comum para muitos animais, possivelmente alimentando na área de alimentação simultaneamente.

Resumo da invenção

[004] O consumo de alimento total para uma pecuária inteira é facilmente de-terminado, pelo fato de que o fazendeiro monitora a quantidade bruta de alimento adquirido e distribuído aos animais, mas é um desafio monitorar o consumo de ali-mento do animal individual na pecuária. Sistemas do estado da técnica são basea- dos em pesar a quantidade de alimento e fornecer separadamente para animais específicos, mas isto não é uma solução praticável e eficaz financeiramente. Mas, quando o alimento é distribuído em uma área de alimentação comum em um estábulo o fazendeiro não tem como avaliar o consumo de alimento dos animais individuais.É, portanto, um propósito da presente divulgação prover um método e sistema para determinar consumo de alimento de pelo menos um animal em uma pecuária, e para determinar e/ou comparar o consumo de alimento individual de uma pluralidade de animais em uma pecuária. Em particular é um propósito da presente divulgação monitorar, determinar e/ou comparar o consumo de alimento para animais individuais entre uma pluralidade de animais se alimentando em uma área de alimentação comum. Uma modalidade, portanto, se refere a um sistema de monitoramento de animal para determinar consumo de alimento de um ou mais animais se alimentando em uma área de alimentação, compreendendo uma unidade de imagiologia para criar imagem de intervalo da área de alimentação, meios de identificação configurados para identificar de maneira única cada animal para alimentação, e meios de processamento configurados para avaliar a quantidade de alimento consumido por cada animal identificado ao determinar a redução de alimento em imagens subsequentes da área de alimentação na frente de cada animal identificado.

[005] Outras modalidades se referem a um sistema para determinar consumo de alimento de pelo menos um animal em uma pecuária compreendendo, pelo menos uma placa de identificação ligada a pelo menos um animal, por meio do qual um animal específico pode ser identificado, uma área de alimentação tendo alimento acessível a pelo menos um animal, pelo menos uma câmera adaptada para adquirir imagens do alimento na área de alimentação em diferentes momentos, meios de processamento adaptados para determinar o alimento consumido por um animal específico identificado ao analisar a redução de alimento como representado em pelo menos duas imagens.

[006] O sistema de monitoramento de animal divulgado presentemente é preferencialmente apropriado para instalação em uma pecuária de alojamento em construção, tal como um estábulo. Adicionalmente, o alimento pode ser qualquer alimento apropriado para animais, como vacas, em particular forragem, concentrado, e/ou uma mistura dos mesmos.

[007] Uma modalidade adicional se refere a um método para avaliar o con-sumo de alimento de um ou mais animais se alimentando em uma área de alimenta-ção, compreendendo: - adquirir imagens de intervalo da área de alimentação em diferentes mo-mentos, - identificar pelo menos um dos referidos animais consumindo alimento em pelo menos duas das referidas imagens de intervalo, e - avaliar a quantidade de alimento consumido por cada animal identificado ao determinar a redução de alimento entre as referidas pelo menos duas imagens de intervalo.

[008] Ainda uma modalidade adicional se refere a um método para avaliar o consumo de alimento relativo a uma pluralidade de animais em uma alimentação de pecuária em uma área de alimentação, - adquirindo imagens de intervalo da área de alimentação em diferentes momentos, - identificando todos os animais consumindo alimento, - avaliar a quantidade de alimento consumido por cada animal identificado ao determinar a redução de alimento entre pelo menos duas imagens de intervalo exibindo um animal identificado, e - determinar a quantidade de alimento consumido por um animal identificado em relação à quantidade de alimento consumido pelos animais remanescentes iden-tificados.

[009] Assim, com os sistemas e métodos mencionados acima é possível de-terminar a quantidade de alimento cada animal tem consumido, pelo fato de que criar imagem de intervalo da redução de alimento pode prover o volume do alimento consumido por cada animal, por meio do qual o fazendeiro pode pegar a imagem total do consumo, por exemplo, para toda a pecuária e/ou para cada animal individual na pecuária. Correlacionando com a produtividade de cada animal, por exemplo, a produção de leite, a margem de contribuição para cada animal pode ser determinada. Isto permite que o fazendeiro calcule a eficiência, efetividade de custo e impacto ambiental de um animal individual e/ou toda a pecuária. Com base nos cálculos o fazendeiro pode, por exemplo, identificar os animais mais apropriados para a criação. Em adição, variações em admissão de alimento para um animal individual podem ser usadas para detectar a condição de saúde e quando um animal está no cio.

Descrição das figuras

[010] A invenção será descrita a seguir em maior detalhe com referência às figuras anexas: Fig. 1 uma vista esquemática de uma modalidade da invenção. Figs. 2a-d mostram relações entre o consumo de alimento atual e calculado de quatro vacas diferentes.

Descrição detalhada da invenção

[011] A unidade de imagiologia compreende preferencialmente uma ou mais câmeras, preferencialmente câmeras adaptadas para criar imagem de intervalo, tal como câmeras de intervalo. Exemplos de técnicas de criação de imagem de interva-loaplicáveis aqui são tempo de voo (time-of-flight), triangulação de estéreo, luz es-truturada,criação de Imagem de campo de luz, etc. Cada câmera de intervalo pode ser provida com um sensor de profundidade e uma câmera 2D, tal como uma câmera RGB, por exemplo, como conhecido a partir das câmeras Kinect. Outras soluções possíveis são câmeras estéreo (por exemplo, pares de câmeras 2D), câmeras de tempo de voo, câmeras de luz estruturada, ou câmeras de campo de luz para criação de imagem de campo de luz 4D. A unidade de imagiologia também pode ser configurada para adquirir imagens topográficas. Com criação de imagem de intervalo é possível determinar a distância a partir de uma câmera para o alimento e, portanto, determinar o volume de alimento com uma maior precisão.

[012] A unidade de imagiologia pode ser configurada para criar imagem con-tinuamente pelo menos uma parte da área de alimentação. Por exemplo, a unidade de imagiologia pode ser adaptada para adquirir uma série de imagens, que permite determinar o consumo de alimento do animal ao longo de um período de tempo. Por exemplo, a unidade de imagiologia pode exigir imagens continuamente, assim, per-mitindodeterminação do consumo de alimento em tempo real. Em uma modalidade, a unidade de imagiologia exige pelo menos uma imagem por minuto, ou pelo menos uma imagem a cada 1 a 5 minutos. Por exemplo, as imagens são exigidas como um sinal de vídeo ou pelo menos uma vez por minuto, por exemplo, a cada 1, 5, 10, 20 ou 30 segundos. O número de imagens exigidas deve ser suficiente para monitorar de maneira válida o consumo de alimento. A unidade de imagiologia pode ser configurada para criar imagem de pelo menos uma parte da área de alimentação em pontos de tempo selecionados e/ou predefinidos.

[013] Ou seja, ao invés de exigir continuamente imagens com intervalos fixos, o sistema pode ser configurado tal que certas ações, por exemplo, relacionadas aos animais, pode desencadear aquisição de uma imagem ou uma série de imagens. Assim, o sistema pode ser configurado para determinar quando um animal identificado está iniciando, parando e/ou terminando um processo de alimentação. Ou o sistema pode ser configurado para determinar quando um animal identificado remove a cabeça da área de alimentação. Tais ações podem resultar em aquisição de uma ou mais imagens. Por exemplo, o sistema pode ser configurado tal que uma imagem de intervalo seja adquirida quando um animal identificado remove a cabeça da área de alimentação ou quando um animal identificado inicia e/ou termina um processo de alimentação. O sistema também pode ser configurado tal que imagens sejam adquiridas continuamente com intervalos fixos, mas apenas certas imagens são armazenadas e/ou processadas, por exemplo, imagens relacionando ações pre- definidas, por exemplo, relacionando os alimentos de animais. Um animal pode ser identificado antes, durante ou após a aquisição de imagens, por exemplo, animais são identificados durante o processamento de imagens.

[014] O alimento de animal não é necessariamente uma mistura homogênea e a densidade do alimento pode variar de tempo para tempo. Portanto, pode ser difícil determinar o peso exato do alimento consumido pelos animais, com base em análise de imagem. Um amaneira de avaliar a quantidade de alimento consumido pelos animais é determinar a redução do alimento a partir do começo do processo de alimentação para o fim e/ou enquanto os animais estão comendo, mesmo quando usando criação de imagem de intervalo. A redução em alimento entre imagens subsequentes pode ser determinada calculando a diferença em altura de áreas de imagem correspondentes, tal como pixels. O elemento “faltante” ou volume entre imagens subsequentes é o alimento consumido por um animal. O alimento pode ser identificado em cada imagem ou uma área de alimentação virtual correspondendo a um animal específico pode ser identificado ou selecionado em imagens, assim, representando alimento em imagens subsequentes, e apenas áreas de imagens correspondentessão selecionadas para determinar a redução em volume do alimento. Imagens de intervalo seriam uma vantagem em tal situação.

[015] A unidade de imagiologia pode ser configurada tal que diversas imagens sejam adquiridas simultaneamente. Os meios de processamento podem, então, ser adaptados para combinar estas imagens a fim de determinar a quantidade de alimento na área de alimentação. Assim, a quantidade de alimento na área de alimento pode ser determinada com uma exigência maior. A técnica de combinar imagens também é conhecida como imagens costuradas.

[016] Em uma modalidade, o sistema compreende adicionalmente meios para controlar a posição e/ou o ângulo da unidade de imagiologia e/ou a posição e/ou o ângulo de câmeras da unidade de imagiologia. Por meio disso, a câmera ou câmeras podem ser movidas para a posição ótima assegurando imagens ótimas do alimento, o que leva a uma determinação exata do consumo de alimento dos animais. Adicionalmente, é possível usar um pequeno número de câmeras para cobrir uma grande quantidade de alimento ao se mover ao longo do alimento e capturar imagens ao mesmo tempo.

[017] Alternativamente, a unidade de imagiologia pode ser configurada para ser estacionária. Embora possa exigir mais câmeras, pode ser simples e barato instalar e, assim, mais eficaz financeiramente no total. Adicionalmente, é possível usar uma pluralidade de câmeras fixas ao invés de uma quantidade menor de câmeras se movendo, assim, alcançando a precisão das medições feitas com base nas imagens.

[018] A unidade de imagiologia pode adicionalmente ser configurada para criar imagem de uma parte selecionada e/ou predefinida da área de alimentação. Pode ser o caso com câmeras transladáveis e/ou rotativas da unidade de imagiolo- gia. No entanto, também pode ser o caso se a unidade de imagiologia compreender diversas câmeras, cada câmera vê partes diferentes da área de alimentação. O sistema pode, então, ser configurado apenas para exigir imagens da parte da área de alimentação em que a atividade, por exemplo, atividade de alimentação, seja registrada. Para reduzir o custo do sistema, a quantidade de câmeras na unidade de imagiologia é tipicamente menor do que o número de animais que são monitorados. Assim, cada imagem pode conter uma pluralidade de animais. Além disso, a área de alimentação pode ser comum para diversos animais. No entanto, na medida em que cada animal pode ser tipicamente identificado, a área de alimentação para cada vaca pode tipicamente ser avaliada com processamento de imagem, e se as imagens forem exigidas continuamente enquanto os animais estão comendo, o consumo de alimento de cada animal pode ainda ser avaliado ao determinar a redução em alimento entre imagens subsequentes.

[019] Por exemplo, os meios de processamento podem ser configurados para dividirem imagens da área de alimentação em uma, duas, três, quatro ou mais partes específicas de animal, cada parte específica de animal pode ser correspondente a um animal identificado. Ou seja, imagens a partir da unidade de imagiologia contendo (pelo menos uma parte de) a área de alimentação podem ser divididas de acordo com os animais identificados específicos. A divisão pode ser predefinida e fixada para cada imagem. Mas a divisão também pode ser customizada e/ou continuamente atualizada, por exemplo, de acordo com a identificação e/ou posição de animais identificados em pelo menos uma parte das imagens. Por exemplo, os meios de processamento podem ser configurados para selecionar uma parte específica de animal de uma imagem da área de alimentação com base na posição da frente ou da cabeça do referido animal. Por exemplo, uma parte específica de animal pode ser uma área na frente do referido animal, tal como uma área predefinida, tal como uma área predefinida em relação à posição do animal, tal como a cabeça do animal. Por exemplo, a área predefinida selecionada em uma imagem relativa à posição da cabeça de um animal identificado, por exemplo, quando o animal remove a cabeça da área de alimentação. A área de alimentação selecionada é, então, dependente da posição da cabeça do animal e apenas alimento nesta área de alimentação selecionada da imagem é processada para determinar a redução em alimento entre imagens subsequentes, a redução, então, corresponde à quantidade de alimento ingerido pelo animal específico em um período específico. Desse modo, informação do que este animal específico identificado tem ingerido durante um certo período de ingestão pode ser determinada, e a quantidade total de alimento ingerido por cada animal pode ser descoberta adicionando a quantidade ingerida em cada destes períodos. O sistema pode, desse modo, somar para a situação em que uma pluralidade de animais estão ao lado um do outro comendo em uma área de alimentação compartilhada, em que alguns animais comem na área de alimentação do vizinho.

Identificação

[020] Os meios de identificação do sistema são preferencialmente configurados para identificar de maneira única cada animal para alimentação. Isto é prover a informação necessária tal que a quantidade de alimento consumida possa ser rela-cionada a animais específicos. Em uma modalidade os meios de identificação são configurados para identificar um animal para alimentação por meio de uma placa de identificação ligada a cada animal. As placas de identificação podem ser placas visíveis compreendendo letras, números e/ou símbolos. Por exemplo, na forma de códigos de cores ou códigos de padrões de preto e branco. Este é um arranjo relativamente barato e animais em uma pecuária são marcados normalmente, por exemplo, vacas são marcadas convencionalmente com uma placa ligada às suas orelhas. Os meios de identificação podem ser configurados para identificar um animal para alimentação ao identificar um código de cor, código de símbolo, código de padrão e/ou um código de barra de uma placa de identificação ligada ao animal, por exemplo, como um colar ou em uma orelha. A partir disso, estas placas visíveis podem ser viáveis em imagens adquiridas pela unidade de imagiologia. Placas de identificação para animais são bem conhecidas na técnica. A identificação de animais pode ser provida adicionalmente por meio de GPS, por exemplo, cada animal pode ser provido com uma unidade de rastreamento, por exemplo, as placas de identificação podem formar ou compreender unidades de rastreamento.

[021] A identificação dos animais pode ser parte dos meios de processamento, por exemplo, imagens mostrando a área de alimentação também mostram pelo menos uma parte dos animais para alimentação, e os animais podem assim ser identificados nas imagens por meio de processamento de imagem. A partir disso, os meios de processamento podem ser adaptados para identificarem um animal específico por meio de uma placa visível nas imagens. Os meios de processamento podem ser adaptados para detectar um código de cor, código de barra ou (2D) padrão específico em uma placa de orelha ou um colar do animal. Em uma modalidade, o animal carrega um colar com um código de cor, código de símbolo, e/ou código de barra específico, que pode ser usado para identificar o animal individual pelos referidos meios de processamento.

[022] A unidade de imagiologia pode compreender uma ou mais câmeras específicas para prover a identificação atual dos animais, tal como câmeras 2D, tal como câmeras RGB. Por exemplo, em uma modalidade o sistema compreende uma ou mais câmeras adaptadas especificamente para detectar um código de cor. Tais câmeras são geralmente capazes de adquirir imagens de cor. No entanto, o sistema pode compreender adicionalmente uma ou mais câmeras adaptadas especificamente para detectar um código de símbolo, padrão e/ou um código de barra, por exemplo, na forma de símbolos preto e branco. Alguns códigos de barra podem, por exemplo, ser identificados por meio de digitalizadores de linha simples.

[023] Em uma modalidade, o sistema compreende adicionalmente um leitor de placa apropriado para identificar de maneira sem fio um animal específico na área de alimentação. Por exemplo, os meios de identificação compreendem um ou mais leitores de placa de identificação RF apropriados para identificar de maneira sem fio o(s) animal(s) usando uma placa de identificação RF. Isto pode, por exemplo, ser feito por uso de um chip de RFID (identificação por radiofrequência) implantado no animal. Por meio disto, a identificação do animal não é dependente das imagens adquiridas por uma câmera na unidade de imagiologia e que uma placa precisa estar visível a fim de identificar o animal.

[024] A identificação pode ser adicionalmente provida por meio de GPS, porexemplo, usando unidades de rastreamento por GPS para cada animal.

[025] Em uma modalidade, os meios de identificação compreendem placas de identificação para ligação ao(s) referido(s) animal(s). Ou seja, as placas de identificação podem ser parte do sistema, e podem ser especificamente desenvolvidas para o propósito de ser identificável nas imagens adquiridas pela unidade de imagio- logia. As placas podem ser visíveis e/ou placas RF, como mencionado acima.

Método

[026] Como declarado anteriormente, a presente divulgação se refere adici-onalmente a um método para avaliar o consumo de alimento de um ou mais animais se alimentando em uma área de alimentação, compreendendo: - adquirir imagens de intervalo da área de alimentação em diferentes mo-mentos, - identificar pelo menos um dos referidos animais consumindo alimento em pelo menos duas das referidas imagens de intervalo, e - avaliar uma quantidade de alimento consumido por cada animal identificado ao determinar a redução de alimento entre as referidas pelo menos duas imagens de intervalo.

[027] Um método para avaliar o consumo de alimento relativo de uma plura-lidade de animais em uma alimentação de pecuária em uma área de alimentação, - adquirir imagens de intervalo da área de alimentação em diferentes mo-mentos, - identificando todos os animais consumindo alimento, - avaliar a quantidade de alimento consumido por cada animal identificado ao determinar a redução de alimento entre pelo menos duas imagens de intervalo exibindo um animal identificado, e - determinar a quantidade de alimento consumido por um animal identificado em relação à quantidade de alimento consumido pelos animais remanescentes iden-tificados.

[028] A presente divulgação se refere adicionalmente a um método para de-terminar consumo de alimento de pelo menos um animal em uma pecuária compre-endendo as etapas de, prover uma área de alimentação tendo alimento acessível para pelo menos um animal, fornecer o pelo menos um animal com uma placa de identificação para identificar um animal específico, adquirir uma pluralidade de imagens da área de alimentação em diferentes momentos, identificar um animal consumindo alimento específico na pluralidade de imagens, por uso de imagens do animal consumindo alimento específico determina a redução de alimento como divulgado naquelas imagens, em que o consumo de alimento para o animal específico é de-terminado como a redução de alimento naquelas imagens.

[029] A redução em alimento entre imagens subsequentes pode ser determi-nada ao identificar o alimento em cada imagem e calcular uma diferença em altura de áreas de imagem correspondentes, tais como pixels, representando alimento em imagens subsequentes. O nível de base da área de alimentação pode ser conhecido, por exemplo, por ter imagens de intervalo da área de alimentação vazia como referência. Como mencionado anteriormente, pode ser difícil determinar a quantidade exata de alimento consumido por cada animal, mas o consumo de alimento relativo de uma pluralidade de animais em uma pecuária pode ser comparado por meio do sistema e método presentemente divulgados. O fazendeiro também tipicamente conhece quanto leite cada vaca produz e, ao conhecer quantidade de alimento consumida (pelo menos a relativa) pelas vacas, o rendimento da vaca pode ser otimizado. Assim, não é necessariamente a vaca que produz mais que converte mais eficientemente o alimento na forma de concentrado e forragem em leite. Com o sistema e método presentemente divulgados, o fazendeiro pode ter a imagem completa do rendimento de conversão de cada vaca na pecuária.

[030] Vantajosamente, as imagens são adquiridas por pelo menos uma câ- mera, preferencialmente uma câmera de intervalo, tal como uma câmera de tempo de voo, câmera de luz de estrutura, câmera estéreo ou uma câmera 3D e, assim, as imagens podem ser imagens 3D.

[031] Em uma modalidade, o animal consumindo alimento específico é iden-tificado por uso de uma placa visível ligada do animal e preferencialmente visível na pelo menos uma parte das imagens. Em uma modalidade, a placa visível compreende um código de cor e/ou a código de barra em uma placa de orelha ou um colar do animal. Em uma modalidade preferida, a identidade de animal identificada por detecção ótima de um código de cor e/ou código de barra específico em um colar ou placa de orelha carregada pelo animal específico. Adicionalmente, animais podem ser identificados por placas legíveis de maneira sem fio ligada aos animais.

[032] Em uma modalidade, as imagens são adquiridas continuamente, desse modo, permitindo detecção do consumo de alimento em tempo real. Por exemplo, as imagens são adquiridas como um sinal de vídeo ou pelo menos uma vez por minuto, por exemplo, a cada 1, 5, 10, 20 ou 30 segundos. Em uma modalidade preferida, uma imagem é adquirida a cada 1 a 5 minutos; por exemplo, uma imagem é adquirida aproximadamente a cada 2 minutos. As imagens podem ser adicionalmente adquiridas em pontos de tempo selecionados. Por exemplo, a imagem de intervalo de pelo menos uma parte da área de alimentação pode ser adquirida quando um animal inicia, para e/ou termina um processo de alimentação. Ou uma imagem de pelo menos uma parte da área de alimentação é adquirida quando um animal remove a cabeça da área de alimentação.

[033] Deve ser entendido que o método pode ser adaptado para compreender quaisquer das modalidades mencionadas acima para o sistema.

[034] Um aspecto adicional se refere a um meio legível por computador ten-doinstruções executáveis por computador armazenadas nele para desempenhar um método como mencionado acima e preferencialmente desempenhado em um siste-ma como mencionado acima.

[035] Fig. 1 mostra um sistema para determinar consumo de alimento de pelo menos uma vaca. A modalidade apresentada é uma modalidade preferida para a determinação de consumo de alimento para um gado e/ou vacas individuais. Quando usando o termo vaca, faz-se referência a ambos o masculino e o feminino do gado.

[036] Na modalidade divulgada na fig. 1 o alimento 2 colocado na área de alimentação é forragem. Mas, como declarado anteriormente, os métodos e sistemas presentemente divulgados não são limitados a alimento na forma de forragem, mas a qualquer alimento distribuído aos animais por meio da área de alimentação.

[037] Fig. 1 divulga parte do interior de um estábulo 1 tendo forragem 2 em uma área de alimentação sendo em um lado e três vacas no outro lado de uma cerca de alimento 7. Estábulo 1 deve ser entendido como alojamento para o gado, que também pode ser denotado como um celeiro. O sistema da presente modalidade também pode ser usado fora; no entanto, é preferido usar uma cerca de alimento 7 a fim de assegurar que as vacas possam acessar a forragem 2, mas não andar e repousar sobre ela. Adicionalmente, a cerca de alimento 7 torna mais fácil alimentar as vacas.

[038] Acima da forragem 2, três câmeras de intervalo 4 são colocadas, para adquirir imagens da forragem 2. As câmeras de intervalo 4 são montados em uma barra que é parte da cerca de alimento 2.

[039] As três vacas 3 mostradas na fig. 1 têm uma placa de identificação 5 na orelha. Alternativamente ou em combinação, as vacas podem ter um colar 8 que podem ser usadas como uma placa de identificação. Ao posicionar a placa de identi-ficação na vaca, o pescoço ou orelha são preferidos, na medida em que a vaca 3 tem a cabeça e pescoço através da cerca de alimento 7 e é, desse modo, mais cla-ramentevisível para as câmeras 4. Estas placas de identificação são preferidas, pois o fazendeiro pode ele mesmo ligá-las ao animal, sem a necessidade de um veterinário. Em adição, as placas de identificação mostradas, permitem que o fazendeiro identifique os animais por inspeção visual.

[040] De maneira alternativa ou em combinação com a placa de identificação mencionada acima, um chip pode ser implantado pelo uso de uma agulha. Estes chips são conhecidos na técnica e usados como placas de identificação para ani-maisdomésticos, como gatos e cães. O chip pode ser lido por uso de um digitaliza- dor que pode ser posicionado próximo à forragem e ligado a uma unidade de pro-cessamento. Tal chip pode, por exemplo, ser um chip de RFID.

[041] Em adição a uma placa de identificação 5, pode ser usado quando de-cidindo a composição do alimento para uma vaca específica 5.

[042] Quando uma vaca 3 se alimenta, uma câmera 4 envia imagens para meios de processamento na forma de um computador 6, na presente modalidade as câmeras 4 enviam um fluxo de vídeo para o computador 6 que, então, identifica a vaca 3 por uso da placa de identificação 5 e registra a quantidade de forragem 2 presente quando a vaca 3 começa a se alimentar. Quando a vaca 3 retira sua cabeça da cerca de alimento 7, o computador registra a quantidade de forragem presente quando a vaca 3 parou de se alimentar. Por uso destes dados é possível para um computador 6 calcular e, assim, determinar o consumo de forragem da vaca.

[043] O computador 6 pode ser localizado no estábulo 1 ou, por exemplo, em uma sala de controle na redondeza. O computador 6 pode ser conectado às câmeras 4 por cabo e/ou sem cabo. Os meios de processamento também podem ser separados a partir de um meio de registro que adquire e armazena imagens, tal como vídeo da área de alimentação e as imagens podem, então, possivelmente depois, ser transferidas para o computador 6 para análise.

[044] Por uso da presente invenção é possível usar a informação relacionando um consumo de alimento do animal para decidir a composição geral do ali- mento para um animal específico. A composição de alimento pode, por exemplo, ser determinada dependendo de uma produção de leite ou crescimento do animal em relação ao consumo de alimento. A fim de assegurar que um animal tem acesso ao alimento composto para aquele animal específico, e que os outros animais não têm, o controle de acesso por meio da placa de identificação pode ser usado.

[045] Por uso do consumo de alimento determinado para cada vaca 3, o fa-zendeiro pode ter a informação suficiente para calculara a margem de contribuição e eficiência da vaca individual 3 com base em admissão de forragem 2.

[046] As imagens capturadas pelas câmeras 4 da modalidade na fig. 1 se sobrepõem, e na medida em que são capturadas, simultaneamente, o computador 6 pode compará-las a fim de aumentar a precisão em determinar a quantidade de for-ragem 2 presente na área de alimentação. O computador 6 também pode combinar as imagens para formar a imagem costurada e usá-la para determinar a redução em forragem 2 e, por meio disso, o consumo de forragem da vaca 3.

[047] Em uma modalidade preferida, as câmeras 4 são câmeras 3D ou câmeras de intervalo. Isto permite que o computador calcule a distância para a forragem 2 e torne possível calcular o volume da forragem 2 com uma precisão alta.

[048] As câmeras 4 na modalidade em fig. 1 são estacionárias - montadas na cerca de alimento 7.

[049] De maneira alternativa ou em combinação, câmeras podem ser montadas de uma maneira que também possam ser movidas e/ou ser direcionadas a fim de tirar imagens da forragem 2 a partir de diferentes ângulos e se mover para onde a forragem 2 está situada na área de alimentação. Em relação às câmeras estacionárias, desta maneira é possível usar menos câmeras para cobrir uma área maior. No entanto, quando os mecanismos usados para mover câmeras são expostos ao meio adverso do estábulo, eles podem se degradar, levando a maiores custos de manutenção. Em adição, câmeras móveis são mais caras do que as estacionárias.

[050] O sistema e métodos presentemente divulgados foram testados com quatro animais diferentes (vacas). Cada vaca foi localizada em uma caixa com área de alimentação na frente. Uma câmera de intervalo separada foi localizada em cada caixa. O teste foi igual para vaca em cada caixa. Inicialmente, uma imagem de intervalo foi adquirida da área de alimentação vazia, para obter um nível de base da área de alimentação. Um peso especificado da forragem foi colocado na área de alimentação vazia e uma imagem de intervalo foi adquirida. Imagens de intervalo adicionais foram adquiridas para cada período de 2 minutos enquanto a vaca estava na caixa e comendo. Após 90 minutos a forragem remanescente na área de alimentação foi pesada, e retornada à área de alimentação. A vaca ficou na caixa por um período em que após isso, foi removida para ordenha.

[051] A forragem remanescente na área de alimentação foi pesada novamente. A vaca entrou na caixa novamente e após 90 minutos a forragem foi pesada novamente. Uma última imagem de intervalo da forragem remanescente na área de alimentação foi adquirida antes da pesagem final da forragem.

[052] As imagens foram classificadas e processadas e a redução na forragem foi determinada ao calcular a altura de cada pixel da forragem nas imagens. O volume da redução pode, então, ser calculado correspondendo ao consumo de alimento da vaca. O nível de base da área de alimentação também é conhecido.

[053] Figs. 2a-d mostram correlações entre consumo de alimento atual e cal-culado das quatro vacas. Os gráficos da esquerda marcados com “figura 3D” mostram o volume do alimento vs. tempo para as quatro vacas. O volume está em unidades arbitrárias. A redução no volume de alimento é vista pela diminuição do volume nos gráficos, que é um resultado do processamento de imagem. Os gráficos para a direita marcados com “contagem 3D vs forragem” mostra a correlação entre o volume de alimento consumido por cada vaca avaliada pelo processamento de imagem vs. o consumo medido atual (por pesagem) das vacas em quilos de forragem (no gráfico da direita na fig. 3A os eixos são comutados) na parte de cima. Como visto a partir dos gráficos da direita, há uma correlação quase linear entre a quantidade pesada de forragem consumida por cada vaca e a quantidade avaliada pelo sistema e método presentemente divulgados. Lista de referência 1 estábulo 2 alimento 3 vaca 4 câmera 5 placa de identificação 6 computador 7 cerca de alimento 8 colar

Detalhes adicionais da invenção

[054] A Invenção será descrita a seguir com detalhes adicionais com referência aos seguintes itens enumerados: 1. Sistema para determinar consumo de alimento de pelo menos um animal em uma pecuária compreendendo, - pelo menos uma placa de identificação ligada a pelo menos um animal, por meio da qual um animal específico pode ser identificado, - uma área de alimentação tendo alimento acessível para pelo menos um animal, - pelo menos uma câmera adaptada para exigir imagens do alimento na área de alimentação em diferentes momentos, - meios de processamento adaptados para determinar o alimento con-sumido por um animal específico identificado ao analisar a redução de alimento como representado em pelo menos duas imagens. 2. Sistema de acordo com o item 1, em que pelo menos uma câmera é uma câmera 3D, preferencialmente a câmera 3D é adaptada para adquirir imagens topográficas. 3. Sistema de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que o sistema adicionalmente compreende meios para controlar a posição e/ou o ângulo da pelo menos uma câmera. 4. Sistema de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que a pelo menos uma câmera é estacionária. 5. Sistema de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que os meios de processamento são adaptados para identificar um animal específico por meio de uma placa visível nas imagens. 6. Sistema de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que o sistema adicionalmente compreende um leitor de placa apropriado para identificar de maneira sem fio um animal específico na área de alimentação. 7. Sistema de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que em pelo menos duas câmeras adquire imagens simultaneamente e em que os meios de processamento são adaptados para combinar as imagens a fim de determinar a quantidade de alimento na área de alimentação. 8. Método para determinar consumo de alimento de pelo menos um animal em uma pecuária compreendendo as etapas de, - prover uma área de alimentação tendo alimento acessível para o pelo menos um animal, - fornecer o pelo menos um animal com uma placa de identificação para identificar um animal específico, - adquire uma pluralidade de imagens da área de alimentação em dife-rentes momentos, - identificar um animal consumindo alimento específico na pluralidade de imagens, - por uso das imagens do animal consumindo alimento específico deter-minar a redução de alimento como divulgado nestas imagens, em que o consumo de alimento para o animal específico é determinado como a redução de alimento nestas imagens. 9. Método de acordo com o item 8, em que as imagens são adquiridas por uso de pelo menos uma câmera, preferencialmente uma câmera 3D. 10. Método de acordo com quaisquer dos itens 8 a 9, em que o animal consumindo alimento específico é identificado pelo uso de uma placa visível ligada ao animal na pluralidade de imagens. 11. Método de acordo com quaisquer dos itens 8 a 9, em que o animal consumindo alimento específico é identificado pelo uso de uma placa que é legível sem cabo. 12. Um meio legível por computador tendo instruções executáveis por computador armazenadas nele para desempenhar um método de acordo com quaisquer dos itens 8 a 11.

Claims

1. Sistema de monitoramento de animal para determinar consumo de ali-mento de um ou mais animais (3) se alimentando em uma área de alimentação co-mum, compreendendo: uma unidade de imagiologia para criar imagem da área de alimentação, meio de identificação configurado para identificar de maneira única cada animal (3) para alimentação, e meio de processamento (6), CARACTERIZADO pelo fato de que: a unidade de imagiologia compreende uma ou mais câmeras de intervalo (4) para criar imagem de intervalo da área de alimentação, o meio de processamento (6) sendo configurado para avaliar a quantidade de alimento consumida por cada animal (3) identificado ao determinar a redução de alimento em imagens de intervalo subsequentes da área de alimentação comum na frente de cada animal (3) identificado.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a uma ou mais câmeras de intervalo (4), são uma ou mais câmeras estéreo, uma ou mais câmeras de tempo de voo, uma ou mais câmeras de luz estruturada, uma ou mais câmeras de campo de luz, uma ou mais câmeras 2D em combinação com um ou mais sensores de profundidade, ou uma combinação dos mesmos.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que cada câmera de intervalo (4) compreende um sensor de profundidade e uma câmera 2D, tal como uma câmera RGB.

4. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de imagiologia é configurada para adquirir imagens topográficas.

5. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de imagiologia é configurada para criar imagem de forma contínua de pelo menos uma parte da área de alimentação.

6. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de imagiologia é configurada para criar imagem de pelo menos uma parte da área de alimentação em pontos de tempo selecionados e/ou predefinidos.

7. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de imagiologia é configurada para criar imagem de uma parte selecionada e/ou predefinida da área de alimentação.

8. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente uma unidade de controle configurada para controlar a posição e/ou o ângulo da unidade de imagiolo- gia e/ou a posição e/ou o ângulo de câmeras (4) da unidade de imagiologia.

9. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a redução em alimento entre imagens subse-quentesé determinada ao calcular a diferença em altura de áreas de imagem cor-respondentes e determinar o volume dessa diferença.

10. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a redução em alimento entre imagens subse-quentesé determinada ao identificar o alimento em cada imagem e calcular a dife-rença em altura de áreas de imagem correspondentes, tais como pixels, represen-tando alimento em imagens subsequentes.

11. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos duas câmeras de intervalo (4) da unidade de imagiologia são configuradas para adquirir imagens de forma simultânea e em que o meio de processamento (6) é configurado para combinar as imagens a fim de determinar a quantidade de alimento na área de alimentação.

12. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o meio de identificação compreende placas de identificação (5) para fixação no(s) referido(s) animal(is).

13. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o meio de identificação é configurado para identificar um animal para alimentação por meio de uma placa de identificação (5) fixada em cada animal.

14. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o meio de identificação é configurado para identificar um animal (3) para alimentação ao identificar um código de cor de uma placa de identificação (5) fixada ao animal (3).

15. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que as placas de identificação (5) são placas RF, tal como placas RFID ou em que as placas de identificação são placas visíveis compre-endendo letras, números e/ou símbolos, ou código de cor, símbolo e/ou padrão.

16. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que é configurado para determinar o ponto de tem-po de um animal (3) identificado iniciando, parando e/ou terminando um processo de alimentação.

17. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que é configurado para determinar quando um ani-mal (3) identificado remove a cabeça da área de alimentação.

18. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que é configurado de modo que uma imagem de intervalo seja adquirida quando um animal (3) identificado remove a cabeça da área de alimentação ou quando um animal (3) identificado inicia e/ou termina um proces-so de alimentação.

19. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o meio de processamento (6) é configurado para dividir imagens da área de alimentação em uma, duas, três, quatro ou mais par-tes específicas de animal, cada parte específica de animal correspondendo a um animal (3) identificado, ou em que o meio de processamento (6) é configurado para selecionar uma parte específica de animal de uma imagem da área de alimentação com base na posição da frente ou da cabeça do referido animal (3).

20. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida parte específica de animal é uma área na frente do referido animal (3), tal como uma área predefinida, tal como uma área predefinida em relação à posição do animal (3).

21. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o alimento (2) é forragem, concentrado e/ou uma mistura dos mesmos.

22. Método para avaliar o consumo de alimento de um ou mais animais (3) se alimentando em uma área de alimentação comum, compreendendo: adquirir uma série de imagens de intervalo da área de alimentação em dife-rentes momentos durante um período de tempo enquanto o(s) referido(s) animal(is) está(ão) se alimentando, identificar pelo menos um dos referidos animais (3) consumindo alimento em pelo menos duas das referidas imagens de intervalo, e CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: avaliar a quantidade de alimento consumido por cada animal (3) identificado ao determinar uma redução de alimento entre as referidas pelo menos duas imagens de intervalo.

23. Método para avaliar o consumo de alimento relativo a uma pluralidade de animais (3) em uma alimentação de pecuária em uma área de alimentação comum, compreende: adquirir uma série de imagens de intervalo da área de alimentação em dife-rentes momentos durante um período de tempo enquanto o(s) referido(s) animal(is) está(ão) se alimentando, identificar todos os animais consumindo alimento, CARACTERIZADO pelo fato de compreende ainda: avaliar a quantidade de alimento consumido por cada animal (3) identificado ao determinar a redução de alimento entre pelo menos duas imagens de intervalo exibindo um animal identificado, e determinar a quantidade de alimento consumido por um animal (3) identifi-cado em relação à quantidade de alimento consumido pelos animais identificados remanescentes.

24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 23, CARACTERIZADO pelo fato de que a redução em alimento entre imagens subse-quentesé determinada ao calcular a diferença em altura de áreas de imagem cor-respondentes e determinar o volume desta diferença.

25. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 24, CARACTERIZADO pelo fato de que a redução em alimento entre imagens subse-quentesé determinada ao identificar o alimento em cada imagem e calcular a dife-rença em altura de áreas de imagem correspondentes, tal como pixels, representan-do alimento em imagens subsequentes.