CN114760839A - 用于喂食动物的喂食系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种喂食系统，用于使用来自饲料供应源(7)的饲料来喂食至少一个喂食处(31)的动物(9)、具体地是牛、比如奶牛或肉牛，其中，喂食系统(1)包括：‑自主喂食装置(10)，该自主喂食装置包括容器(12)，用于容纳来自饲料供应源(7)的饲料，其中，自主喂食装置(10)被配置为将装在容器(12)中的饲料运送到喂食处(31)并在所述喂食处(31)发放该饲料；‑饲料量测量装置(38)，用于反复测量可用的供喂食处(31)的动物(9)消耗的饲料量的饲料量值(h_‑n)；以及‑控制系统(35)，该控制系统被配置为从饲料量测量装置(38)接收在不同测量时刻在喂食处(31)测得的饲料量值(h_‑n)，其中，控制系统(35)被配置为执行以下操作：‑将从饲料量测量装置(38)接收的多个饲料量值(h_‑n)存储在存储器(35a)中，以及‑基于存储在存储器中的饲料量值(h_‑n)来计算在最后一次测量时刻之后的至少一个时间点的饲料变量(h_n)的至少一个值，该饲料变量具体地是与饲料量值随时间的变化过程相关。

Description

用于喂食动物的喂食系统和方法

本发明涉及一种用于喂食动物、具体地是牛、比如奶牛或肉牛的喂食系统。

EP 2134161 A1披露了一种用于动物的自动喂食系统。喂食系统包括混合装置、控制装置、多个喂食区域以及饲料测量设备。通常例如基于泌乳期或产奶量将动物分组，每组具有不同的饲料需求。每组动物都可以进入其中一个喂食区域。控制装置控制混合装置，以便根据所选配方准备饲料。这批混合饲料容纳在自动喂食装置中，该自动喂食装置将这批混合饲料运送到喂食区域，以便动物能够从中进食。饲料测量设备反复测量喂食区域已有的混合饲料量。控制装置反复将测得的喂食区域内的剩余混合饲料量与阈值进行比较。可以例如由养殖者为每个喂食区域单独设置阈值。如果测得的其中一个喂食区域内的剩余混合饲料量降至阈值以下，则控制装置向混合装置发送命令，以根据所选配方准备后续饲料。选择阈值，使得在喂食区域的动物的饲料用尽之前有足够的时间来混合后续饲料并将其供送到喂食区域。换句话说，在其中一个喂食区域的剩余饲料量为0之前，就开始准备后续饲料。因此，动物随时都能进食。众所周知，这对于奶牛的产奶量而言尤为必要。

然而，这种喂食系统的操作并不是最优的。阈值是以喂食区域始终有饲料的方式来设置的，但是如果饲料长时间放置，则饲料的质量就会下降。当选择阈值时，养殖者必须寻求确保动物随时都能进食与保持饲料质量(特别是新鲜度)之间的折衷方法。很难准确地选择这种阈值，并且即使是精心选择的阈值在每天(24小时)的大部分时间中也总是过高。其原因是饲料消耗在一天中会发生变化。例如，动物在早上或下午明显比晚上吃得多。尽管如此，阈值还是被选择成使得动物随时能够吃到饲料。换句话说，阈值是基于最高消耗率来设置的。阈值这么高，以至于当动物进食最快时，后续饲料被及时送到喂食区域。但是在一天当中的任何其他时间点，当动物吃得不太快时，也采用了相同的阈值。这意味着实际上总是没有必要地提早(即在仍有足够饲料的时候)将后续饲料输送到喂食区域。换句话说，已知的喂食系统没有考虑饲料消耗的变化，特别是动物的昼夜节律。因此，饲料不太新鲜，导致动物的采食量不是最佳的。

本发明的目的是提供一种改进的喂食系统，其中特别是增加了动物的采食量。

根据本发明，通过一种喂食系统来实现该目的，该喂食系统用于使用来自饲料供应源的饲料来喂食至少一个喂食处的动物、特别是牛、比如奶牛或肉牛，即该喂食系统可以包括动物饲料的饲料供应源、以及一个或多个用于至少当该喂食系统运行和/或安装在养殖场上时使用来自饲料供应源的饲料来喂食动物的喂食处，并且其中，该喂食系统包括以下装置：

-至少一个自主喂食装置，该至少一个自主喂食装置包括容器，用于容纳来自饲料供应源的饲料，其中，该自主喂食装置被配置为将装在容器中的饲料运送到一个或多个喂食处并在该一个或多个喂食处发放该饲料，

-饲料量测量装置，用于反复测量可用的和/或已有的供该喂食处或每个喂食处的动物消耗的饲料量的饲料量值，以及

-控制系统，该控制系统被配置为从饲料量测量装置接收在不同测量时刻、在该喂食处或每个喂食处测得的饲料量值，

其中，控制系统被配置为将从饲料量测量装置接收的多个饲料量值存储在存储器中，并且控制系统还被配置为基于存储在存储器中的饲料量值来计算在最后一次测量时刻之后的一个或多个时间点的饲料变量的一个或多个值，该饲料变量特别地与饲料量值随时间的变化过程相关，即饲料变量的值取决于饲料量值随时间的变化过程。

使用上述已知的喂食系统，将每个饲料测得量与阈值进行比较，并且在比较之后弃用或删除。在每种情况下，只有一个饲料测得量与阈值进行比较。如果饲料测得量大于阈值，则不采取行动，如果饲料测得量小于阈值，则控制装置控制混合装置以便混合后续饲料。与这种已知的喂食系统相比，根据本发明的饲料量的测得值不会被弃用或删除，而是将其存储在控制系统的存储器中、比如存储在养殖场的计算机上的存储器中、喂食系统制造商的服务器上的存储器中、云存储中的存储器中或以其他方式存储。

在不同测量时刻测得的多个饲料量值包含消耗率(即该喂食处或每个喂食处的饲料量减少的速率)变化的信息。例如，消耗率取决于动物的昼夜节律。根据本发明，将在不同时间点在该喂食处或每个喂食处测得的多个饲料量值进行存储可以推导出饲料量值随时间的变化过程。该随时间的变化过程取决于饲料消耗的变化，即消耗率。如果控制系统基于在最后一次测量时刻之后(即在最后一次测量饲料量值并存储在存储器中的时间之后)的一个或多个时间点存储在存储器中的该喂食处或每个喂食处的饲料量值来计算饲料变量(比如饲料量或表示饲料量值随时间变化的另一饲料变量)的一个或多个值，则该计算考虑了消耗率的任何变化。

附带地，对饲料变量的值进行计算的晚于最后一次测量时刻的一个或多个时间点可以包括过去的时刻、当前时刻(“实时”)和/或未来时刻。例如，如果最后饲料量值是在一小时前测量的，则控制系统可以计算半小时前和/或当前时刻和/或一个或多个未来时刻的饲料变量值。在这些时刻计算饲料变量的值具有特别的优点。

控制系统可以用多种不同的方式使用该饲料变量的(多个)计算值来更可靠和准确地控制喂食系统。特别地，控制系统可以被配置为基于饲料变量的(多个)计算值来控制喂食系统，以确定自主喂食装置应该何时将后续饲料供送到喂食处。根据本发明，在最后一次测量时刻之后的时间点计算饲料变量的(多个)值可以例如准确地预测在该喂食处或每个喂食处的饲料将何时用尽或者在这种情况发生之前还剩余多少时间。基于饲料变量的(多个)计算值，根据本发明的控制系统可以控制喂食系统，将后续饲料装载到自主喂食装置中和/或使自主喂食装置将其运送到喂食处。在这种情况下，例如，要考虑准备该后续饲料并将其运送到喂食处并通过自主喂食装置进行发放所花费的时间。因此，根据本发明的喂食系统不仅可以确保在喂食处始终有饲料，而且还可以在更准确的时间将后续饲料输送到喂食处(“按时喂食”)。因此更有效地保持了喂食处的饲料质量，从而增加了动物的采食量并减少了饲料损失。

在根据本发明的优选实施例中，饲料变量是可用的和/或已有的供该喂食处或每个喂食的动物消耗的饲料的量的饲料量。换句话说，根据本发明，优选的是控制系统被配置为基于存储在存储器中的饲料量值来计算在最后一次测量时刻之后的一个或多个时间点可用的和/或已有的供该喂食处或每个喂食处的动物消耗的饲料量的一个或多个饲料量值。然而，代替在最后一次测量时刻之后计算饲料量值或除此之外，控制系统还可以被配置为基于存储在存储器中的饲料量值来计算在最后一次测量时刻之后的一个或多个时间点在该喂食处或每个喂食处的表征饲料量值随时间的变化过程的至少一个其他饲料变量的一个或多个值。

例如，饲料变量表示在最后一次测量时刻之后的消耗率，以此消耗率，可用的和/或已有的供该喂食处或每个喂食处的动物消耗的饲料量在该喂食处减少。控制系统可以被配置为基于存储在存储器中的饲料量值来确定在最后一次测量时刻之后在该喂食处或每个喂食处的消耗率，例如直至当前时刻为止的消耗率，即在该喂食处或每个喂食处的“实时”或未来(比如提前2小时或6小时或12小时)消耗率。在该喂食处或每个喂食处的消耗率被理解为是指可用的供该喂食处的动物消耗的饲料量减少的速率。一旦确定了消耗率，控制系统就可以例如在此基础上调整喂食系统，使得其在所需的时间点将后续饲料输送到该喂食处或每个喂食处。因此，可以使添加饲料的时机更准确。这样显著提高采食量并减少饲料损失。

饲料变量还可以表示持续时间，例如直至需要下一次喂食动作为止，比如补充一个或多个喂食处的饲料。在这种情况下，可以分别将直至后续所需喂食动作为止的持续时间添加到存储在存储器中的每个测得的饲料量值中。换句话说，控制系统可以首先将测得的饲料量值转换成关联的持续时间，直至下一个所需喂食动作为止。随后，控制系统能够基于直至下一个所需喂食动作为止的持续时间的转换值来计算在最后一次测量时刻之后的一个或多个时间点在该喂食处或每个喂食处的该持续时间的一个或多个值。在这种情况下，控制系统不必计算在最后一次测量时刻之后的时间点的任何饲料量值，但是在这些时间点，控制系统可以直接计算需要多长时间才能进行下一次喂食动作。

在根据本发明的优选实施例中，喂食系统包括饲料装载系统，用于将饲料从饲料供应源装载到自主喂食装置的容器中。根据本发明，可以用不同方式配置饲料装载系统。

例如，自主喂食装置的容器可以包括混合装置，用于将装在容器中的饲料进行混合。饲料装载系统可以将来自饲料供应源的饲料(特别是不同类型的饲料)装载到自主喂食装置的容器中，之后自主喂食装置的混合装置将装在容器中的饲料进行混合，以产生混合饲料。自主喂食装置随后将混合饲料运送到一个或多个喂食处。附带地，在自主喂食装置开始将饲料运送到一个或多个喂食处之前，自主喂食装置的容器中的饲料可能已经准备好，即可以预先装载这批饲料。

然而，根据本发明，饲料装载系统也可以包括用于对饲料进行混合的固定混合装置。固定混合装置例如被配置为容纳与自主喂食装置的容器中的单批饲料相对应的一定量的饲料。在这种情况下，饲料装载系统被配置为将来自饲料供应源的饲料装载到固定混合装置中，并且将来自固定混合装置的混合饲料装载到自主喂食装置的容器中，以便在其中形成混合饲料。随后，自主喂食装置将混合饲料运输到喂食处。同样在这种情况下，在混合饲料被装载到自主喂食装置的容器中之前，该批饲料可能已经在固定混合装置中预混合。

此外，固定混合装置可以被配置为容纳与自主混合装置的容器中的多批饲料相对应的一定量的饲料。例如，固定混合装置中的饲料被预混合，以便在其中形成的库存混合饲料量，然后可以将其中一部分饲料装载到自主喂食装置的容器中，以便形成用于在一个或多个喂食处配发的混合饲料。换句话说，预先在固定混合装置中准备好库存混合饲料量，以便将饲料从该固定混合装置装载到自主喂食装置的容器中。

不论饲料装载系统的实施例如何，优选的是，控制系统被配置为基于饲料变量的一个或多个计算值来控制饲料装载系统和/或自主喂食装置将后续饲料装载到自主喂食装置的容器中和/或将已装载到自主喂食装置的容器中的后续饲料运送到喂食处。特别地，控制系统被配置为基于饲料变量的一个或多个计算值来控制饲料装载系统和/或自主喂食装置开始将后续饲料装载到自主喂食装置的容器中或将已装载到自主喂食装置的容器中的后续饲料运送到喂食处。

在这种情况下，控制系统可以被配置为基于饲料变量的一个或多个计算值来确定开始装载后续饲料和/或将已装载的后续饲料运送到喂食处的开始时间。控制系统在这种情况下可以被配置为在开始时间向饲料装载系统发送开始装载后续饲料的开始命令或向自主喂食装置发送开始将已装载的饲料运送到喂食处的开始命令。

在饲料在自主喂食装置的容器中进行混合的实施例中，通过向饲料装载系统发送开始将后续饲料装载到自主喂食装置的容器中的开始命令以将饲料从饲料供应源转移到自主喂食装置的容器中。如果饲料已被装载到自主装置的容器中，则可以即刻喂食开始将这批饲料运送到喂食处，随后自主喂食装置接收到相对应的开始命令。

对于包括分别仅混合一批饲料的固定混合装置的饲料装载系统，开始将后续饲料装载到自主喂食装置的容器中可以被理解为意味着饲料装载系统接收到开始命令，将来自饲料供应源的饲料装载到固定混合装置中以便在其中形成混合饲料，随后将来自固定混合装置的混合饲料装载到自主喂食装置的容器中。饲料经由固定混合装置装载到自主喂食装置的容器中。

如果在固定混合装置中已经准备了相对较大量的库存混合饲料量，则开始将后续饲料装载到自主喂食装置的容器中意味着饲料装载系统接收到开始命令，将饲料从该固定混合装置装载到自主喂食装置的容器中以便在其中形成混合饲料。

根据本发明，对于饲料装载系统的上述和其他可能的实施例，优选的是控制系统基于饲料变量的(多个)计算值来控制装载后续饲料和/或将可选地已装载的饲料运送到一个或多个喂食处。因此，控制系统可以准确地设置期望时刻，此时在该喂食处或每个喂食处配发该后续饲料中的饲料，即根据本发明的喂食系统能够更准确地在期望时间将饲料添加到喂食处。例如，如此控制，动物总是有高质量的新鲜饲料可供使用。

在根据本发明的优选实施例中，控制系统被编程有自学习或机器学习算法，该算法被配置为接收存储在存储器中的多个饲料量值，其中，控制系统被配置为使用自学习或机器学习算法来计算在最后一次测量时刻之后的一个或多个时间点的饲料变量的一个或多个值。使用自学习或机器学习算法可以在最后一次测量时刻之后的时间点对饲料变量的一个或多个值进行更多次准确计算。

在根据本发明的优选实施例中，自学习算法被配置为基于存储在存储器中的饲料量值来确定表示在最后一次测量时刻和/或此时刻之后在该喂食处或每个喂食处的消耗率的一个或多个值，并且控制系统被配置为基于最后一次测量并存储在存储器中的该喂食处的饲料量值以及该喂食处的消耗率的值来计算在最后一次测量时刻之后的一个或多个时间点的该喂食处或每个喂食处的饲料变量的一个或多个值。

在这种情况下，自学习或机器学习算法针对该喂食处或每个喂食处来确定表示在最后一次测量时刻和/或此时刻之后该喂食处的消耗率的值。然后，控制系统通过将最后测得并存储在存储器中的饲料量值作为起始点并基于消耗率减去饲料量值随时间的下降值来计算在最后一次测量时刻之后该喂食处或每个喂食处的饲料变量的值、特别是一个或多个饲料量值。因此，在最后一次测量时刻之后的时间点的饲料变量的计算值是特别准确的。

该算法可以用多种不同的方式进行配置。例如，自学习算法被配置为接收样本，优选地分别针对每个喂食处接收样本，每个样本包括表示测量时刻之一的值、在该测量时刻的饲料量值以及消耗率的关联值。这些实例可以包括其他时间相关参数，比如从在喂食处的最后饲料输送起的实耗时间和/或在预设持续时间(例如过去的5小时或10小时)实耗期间在喂食处发放的饲料量(kg)。例如，通过在一个月或两个月或更长时间作为历史数据被收集的实例来训练自学习算法。该算法可用的实例越多，该算法能够学习得越好。

例如，可以向该算法馈送将在第一测量时刻t₁测得的饲料量值和表示该测量时刻t₁的值和任何其他时间相关参数作为输入并且将在该第一时刻t₁的消耗率的关联值作为输出的第一实例、以及将在第二时刻t₂测得的饲料量值、表示该测量时刻t₂的值和再次的任何其他时间相关参数作为输入并且将在该第二时刻t₂测得的饲料量值作为输出的第二实例，等等。

该算法被配置为识别在不同测量时刻测量并存储在存储器中的饲料量值之间的相关性(即统计关系)，这取决于作为输入的在该喂食处或每个喂食处的一个或多个关联的时间相关参数以及作为输出的消耗率的值。该算法使用模式识别。基于所识别的相关性，如果存储在存储器中的测得的饲料量值具有表示最后一次测量时刻的值和可选的其他时间相关参数作为输入被呈现给算法，则该算法然后可以确定在最后一次测量时刻和/或此时刻之后喂食处的消耗率的值作为输出，特别是预测未来。优选地，控制系统使用存储在存储器中的在该喂食处或每个喂食处的最后测得的饲料量值。最后测得的饲料量值是用于准确预测的重要参数。

在充分训练自学习算法之后，自学习算法能够基于接收到的实例中的模式识别来确定在最后一次测量时刻和/或此时刻之后在该喂食处或每个喂食处的消耗率的值。随后，控制系统可以基于消耗率的值来计算在最后一次测量时刻之后的一个或多个时间点饲料变量的(多个)值，特别是一个或多个饲料量值。通过使用该算法，本质上考虑了动物对饲料消耗的变化(比如昼夜节律)，使得喂食系统可以(实际上)准确地按时将后续饲料输送到喂食处(“按时喂食”)。这有利于动物的采食量并减少饲料损失。

在根据本发明的特别优选的实施例中，控制系统被配置为将存储在存储器中的饲料量值按时间分组，每组从在输送饲料之后即刻测量的饲料量值开始、并且在输送饲料之前即刻测量的饲料量值结束。在这种情况下，控制系统可以被配置为针对各组饲料量值(h_-n)中的每组、特别地通过函数拟合(或“曲线拟合”)来计算具有e^λt的指数函数(比如N·e^λt)中的参数λ的值，其中，λ表示消耗率、并且t是时间，并且N是常数，比如100。在这种情况下，自学习算法可以被配置为接收实例，每个实例包括测量时刻的饲料量值和参数的关联计算值，其中，自学习算法还被配置为确定具有e^λt的指数函数(特别是上述函数N·e^λt)中的参数λ的值，该指数函数贯穿存储在存储器中的最后测得的饲料量值。控制系统被配置为随后使用由自学习算法确定的参数λ的值、通过该指数函数来计算在最后一次测量时刻之后的一个或多个时间点的饲料变量的(多个)值，特别是一个或多个饲料量值。在该特别优选的实施例中，假设饲料量值随时间呈指数变化。因此，偏离的测得值被强制纳入该指数变化。出乎意料的是，结果发现自学习算法非常准确。

根据本发明，自学习算法也可以根据输入(其包括存储在存储器中的测得的饲料量值)并结合表示的关联测量时刻的值和可选的其他时间相关参数来直接确定最后一次测量时刻之后的一个或多个饲料量值，而不是通过首先预测消耗率来计算最后一次测量时刻之后的一个或多个时间点的饲料量值。这种算法也可以被训练并产生令人满意的预测结果。因此，在根据本发明的替代性实施例中，自学习算法可以被配置为基于作为输入存储在存储器中的测得的饲料量值来确定在最后一次测量时刻之后在该喂食处或每个喂食处的一个或多个饲料量值作为输出。在这种情况下，控制系统可以被配置为基于在该喂食处或每个喂食处的该一个或多个计算出的饲料量值来确定开始时间。基于存储在存储器中的多个饲料量值，根据本发明的算法可以学习饲料量值随时间的变化过程、并预测最后一次测量时刻之后的饲料量值。换句话说，在该喂食处或每个喂食处，控制系统确定最后一次测量时刻之后的饲料量。基于一个或多个计算出的饲料量值，控制系统然后确定开始装载后续饲料和/或输送已装载的饲料的开始时间。因此，还可以确保喂食处的动物实际上随时都能进食，同时通过尽可能晚地添加饲料来将喂食处的饲料的质量维持在高水平。

在根据本发明的特别优选的实施例中，控制系统被配置为基于饲料变量的计算值来确定该喂食处或每个喂食处的未来耗尽时间或时刻。特别地，耗尽时间由该喂食处的饲料量值下降到该喂食处的饲料量的预设阈值以下的时间点来确定。如果控制系统计算在最后一次测量时刻之后的时间点的饲料量值，则控制系统能够确定饲料量值何时下降到阈值以下。控制系统还被配置为基于该喂食处或每个喂食处的未来耗尽时间来确定开始时间。阈值对应于基本上不再适合动物消耗或在实践中不再被动物食用的剩余饲料量。换句话说，阈值在实践中是零值，即当达到阈值时，饲料就用尽了，即使仍然存在少量剩余饲料。在该喂食处或每个喂食处用尽饲料的时间点是耗尽时间。控制系统能够准确且可靠地预测未来的耗尽时间，并且在此基础上确定开始装载后续饲料和/或输送已装载的饲料的开始时间。

应当注意，根据本发明的有效零阈值与EP 2134161 A1中已知的上述阈值不同。如已经说明的那样，这种已知喂食系统将每个饲料测得量与阈值进行比较，并且如果饲料测得量在该阈值以下，则这是对后续饲料进行混合的触发。该阈值始终被选择为大于0，以便有足够的时间混合下批饲料并将其输送给动物。然而，根据本发明的阈值是有效零值，即对应于“空的”喂食处。测得的饲料量值不与有效零值进行比较，显然该阈值也不构成准备后续饲料的触发，毕竟，当达到该阈值时，饲料用尽。根据本发明的阈值仅用于确定饲料实际上何时用尽，即耗尽时间。

根据本发明，优选的是控制系统被配置为通过根据该喂食处或每个喂食处的未来耗尽时间反推计算至少一个时间间隔来确定开始时间，该时间间隔使得在动物将一个或多个喂食处的饲料基本上吃完之前由自主喂食装置将后续饲料发放到这些一个或多个喂食处。如果仅剩下基本上不再适合动物食用或者实际上不再被动物食用的剩余量的饲料，则动物基本上吃完了该饲料。换句话说，当动物基本上吃完饲料时，在喂食处可能仍有少量剩余饲料。用于反推计算开始时间的时间间隔特别地取决于装载下批饲料和/或输送该饲料所需的持续时间。当控制系统确定耗尽时间时，控制系统确定至少比耗尽时间提前所述时间间隔的开始时间，以开始装载下批饲料和/或向一个或多个喂食处供应已装载的后续饲料。这样确保一直有供动物进食的饲料，同时尽可能晚地添加该饲料。这样提高了采食量，减少了饲料损失，并且在更长时段内保持饲料质量。

例如，将针对该喂食处或每个喂食处的所述时间间隔选择为控制系统中的固定周期。固定时间间隔可以由养殖者或服务技术人员手动输入到控制系统中，或者可以由控制系统计算并自动设置。固定时间间隔例如在30分钟与3小时之间。在实践中，这种时间间隔通常足以准备后续饲料、装载饲料、以及将饲料运送到喂食处并进行发放。

在根据本发明的特定实施例中，控制系统还被配置为对于该喂食处或每个喂食处基于所选的配给量来确定装载下批饲料的时间间隔。根据本发明，以储在控制系统的存储器中存储多种不同的配给量。控制系统可以从存储在存储器中的配给量中选择配给量，之后根据所选的配给量装载下批饲料。配给量包括按预定比例(kg)的不同种类饲料。通常，根据本发明的喂食系统适于能够根据不同配给量来配制饲料，因为动物的饲料需求随时间变化。例如，奶牛的饲料需求取决于泌乳期。此外，在实践中，通常根据泌乳期或产奶量将奶牛分组，每组具有不同的饲料需求。养殖者可以手动选择其中一种配给量，或者控制系统被配置为基于一个或多个喂食处的饲料需求来自动选择配给量。特别地，控制系统根据已对饲料量值进行测量的喂食处来确定具体配给量的饲料需求。然而，准备一种配给量可能比准备另一种配给量需要更多的时间。为了进一步改进添加饲料的时间，控制系统可以考虑根据所选的配给量准备后续饲料所需的时间。

另外，自主喂食装置到达各个喂食处所花费的时间可能不同。一个喂食处可能比另一个喂食处更靠近饲料供应源。为了使输送饲料的时间更准确，根据本发明，控制系统可以被配置为确定用于通过自主喂食装置将装在容器中的饲料运送到一个或多个喂食处的输送或行进时间，其中，控制系统还被配置为基于该输送或行进时间来确定该喂食处或每个喂食处的时间间隔。

在根据本发明的特定实施例中，控制系统被配置为特别是通过确定直至计算出的该喂食处的饲料量值下降到该喂食处的饲料量预设阈值以下为止的时段来计算该喂食处或每个喂食处的耗尽持续时间，并且其中，控制系统还被配置为基于该喂食处或每个喂食处的耗尽持续时间来确定开始时间。代替预测未来耗尽时间或时刻或除此以外，根据本发明，可以计算耗尽持续时间，即直至该喂食处或每个喂食处的饲料实际上被吃完所花费的时间。在这种情况下，控制系统可以被配置为将该喂食处或每个喂食处的耗尽持续时间与用于装载后续饲料和/或输送该饲料的时间间隔进行比较。可以如上所述确定所述时间间隔。

在根据本发明的特定优选实施例中，饲料量测量装置被装配到自主喂食装置上，其中，该饲料量测量装置被配置为当自主喂食装置经过该喂食处时测量该喂食处或每个喂食处的饲料量值。优选地，自主喂食装置还包括饲料推动装置，该饲料推动装置用于在与自主喂食装置的移动或行进方向成直角的方向上推动饲料。例如，饲料推动装置被配置为将沿着饲料围栏放置并且在动物进食时被动物推离饲料围栏的饲料推回到饲料围栏。

根据本发明，自主喂食装置的容器还可以包括用于从容器中发放饲料的发放装置，其中，相对于发放装置，饲料量测量装置被装配到自主喂食装置上，以便当测量饲料量值时将由发放装置刚刚发放的饲料量包括在内。换句话说，当测量已有的供该喂食处或每个喂食处的动物消耗的饲料量时，由自主喂食装置配发的饲料量被即刻包括在内。在这种情况下，饲料推动装置可以被配置为推动由自主喂食装置发放的饲料。换句话说，当饲料从自主喂食装置的容器中排出时，该饲料通过推动即刻形成几堆。然后，饲料量测量装置测量被推动的或堆积的饲料，该饲料包括喂食处已有的饲料和新配发的饲料。

对于EP 2134161 A1中已知的喂食系统，饲料测量系统包括多个测量单元，每个喂食区域具有其自己的测量单元。这些测量单元必须连接到控制装置，以便传送测得的喂食区域的剩余混合饲料量。有线连接既麻烦又复杂，而动物棚中的无线连接实际上总是存在连接问题。尽管在上述公开专利中没有描述，但是通过将测量单元附接到自动喂食装置上，可以仅使用单个测量单元。例如，从Lely的自动喂食系统

中已知这一点。当自主喂食装置经过喂食区域时，该测量单元测量剩余饲料量。然而，为了保证新的饲料被及时输送到喂食区域，使用EP 2134161 A1中已知的方法，必须进行定期检查以确定在喂食区域处仍然有足够的饲料可用。自动喂食装置必须相对频繁地经过喂食区域，以便分别测量每个喂食区域的剩余饲料量并将其与阈值进行比较。这意味着自动喂食装置通常仅出于测量目的而带着空容器行进，而不会将饲料输送到喂食区域或推动饲料。因此，喂食系统的容量将会降低，自主喂食装置的效率将会降低，具有相对较高的功耗，并且比如电池等部件的使用寿命将会受到不利影响。

由于与EP 2134161 A1中已知的方法相比，根据本发明的喂食系统在测量时刻之后的时间点计算饲料变量的一个或多个值、特别是饲料量值，并且在此基础上确定何时应该装载下批和/或输送到喂食处，所以根据本发明的自主喂食装置能够较少地四处行驶。尽管在例外情况下，喂食处的消耗率可能很低，以至于期望在此期间测量附加饲料量值，即除了驱动自主喂食装置发放饲料和/或堆积饲料之外，通常不需要四处行驶。根据本发明的自主喂食装置实际上仅行进到喂食处以在实践中输送饲料或堆积饲料。每当自主喂食装置在一个或多个喂食处输送饲料或堆积饲料时，测量这些喂食处的饲料量值。在这些时刻测得的饲料量值足以使根据本发明的控制系统确定添加饲料的开始时间。因此，根据本发明的喂食系统的容量是最佳的，并且具有根据本发明的结合的饲料量测量装置的自主喂食装置能够以特别有效和节能的方式操作。

喂食处可以用不同的方式配置。优选的是，该喂食处或每个喂食处包括用于喂食动物(比如动物棚中的动物)的饲料围栏，其中，自主喂食装置被配置为自主地将装在容器中的饲料从饲料供应源运送到饲料围栏，并且沿着饲料围栏自主发放和/或配发该饲料。

本发明还涉及一种通过如上所述的喂食系统自动喂食动物(特别是牛，比如奶牛或肉牛)的方法，该方法包括以下步骤：

-反复测量该喂食处或每个喂食处已有的供动物消耗的饲料量的饲料量值，

-将在不同测量时刻测得的该喂食处或每个喂食处的多个饲料量值存储在控制系统的存储器中，

-基于存储在存储器中的饲料量值来计算在最后一次测量时刻之后的至少一个时间点的饲料变量的至少一个值，该饲料变量特别地与饲料量值随时间的变化过程相关。

根据本发明的方法具有与上述根据本发明的喂食系统相同的技术效果和优点。

现在将通过附图更详细地说明本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明的喂食系统的示意性俯视图。

图2A、图2B分别示出了在一天和几天期间测得的饲料量值的图表。

图3示出了时段内测得和计算出的饲料量值的示意性图表。

在图1中整体上用附图标记1表示用于喂食动物、特别是牛(比如奶牛或肉牛)的喂食系统。喂食系统1布置在操作区域2中。喂食系统1包括：包含多种饲料类型a、b、c的饲料储存器3；包含相同饲料类型a、b、c的饲料供应源7；容纳动物9的动物棚8；以及用于用饲料供应源7的饲料来喂食动物9的自主喂食装置10。虽然在图1中示意性地示出的饲料储存器3包括三个相邻的包含饲料类型a、b、c(比如青贮饲料)的料仓，但是饲料储存器3可以包括另外的储存装置和/或饲料类型，比如包含散装饲料(例如玉米、马铃薯和/或甜菜)的塔式料仓、或压制草捆。同样，饲料供应系统7还可以包含多于图1所示的三种饲料类型a、b、c。显然，操作区域2还可以可选地包含住宅、一个或多个另外的动物棚、棚和其他建筑物(未示出)。

在该示例性实施例中，用于喂食动物9的自主喂食装置10被配置为自推进式饲料运输车。显然，根据本发明，喂食系统1可以包括多于一个自主饲料运输车10、特别是两个自主饲料运输车10(未示出)。通过车轮11，饲料运输车10可在地板、养殖场或其他地面上移动。饲料运输车10包括用于容纳饲料的容器12。在该示例性实施例中，在容器12中提供用于切割和/或混合饲料的混合装置13。提供发放装置14以便从容器12发放和/或配发饲料。发放装置14例如包括可在关闭位置与打开位置之间移位的门。

饲料运输车10可通过用于驱动饲料运输车10(未示出)并使之转向的驱动和转向系统而自主移位。饲料运输车10的驱动和转向系统可通过饲料运输车10的控制单元15来控制。在该示例性实施例中，驱动和转向系统包括用于每个后轮11的电驱动马达(未示出)。后轮11的电驱动马达可彼此独立地控制。通过控制后轮11的旋转速度，饲料运输车10可以直线向前或向后行驶或转弯。

驱动和转向系统包括用于储存电能的电池系统(未示出)。电池系统连接到电驱动马达。在图1中，饲料运输车10位于饲料装载站16，饲料运输车10的容器12在该饲料装载站填充饲料。饲料装载站16包括用于为饲料运输车10的电池系统充电的充电系统18的充电点17。因此，饲料装载站16也用作充电站。饲料运输车10的控制单元15被配置为控制混合装置13，以便当饲料运输车10连接到充电点17并且饲料运输车10的电池系统通过充电系统18充电时，混合装置13将装在容器12中的饲料混合。

在该示例性实施例中，饲料供应源7形成饲料厨房，即中间饲料储库。饲料厨房包括多个饲料储存区域19，以容纳饲料类型a、b、c以及可选的其他饲料类型(未示出)。饲料储存区域19彼此分开，饲料储存区域19例如由青贮饲料块或压制草捆所在的地板上的标记空间形成。此外，饲料储存区域19中的一个或多个可以包括用于容纳比如玉米、马铃薯或甜菜等散装饲料的料槽。例如，饲料厨房7的容量限于几天。能够容纳在饲料厨房7中的饲料类型a、b、c的饲料量小于储存在饲料储库3中的这些饲料类型a、b、c的饲料量。

提供饲料装载系统20以用于在饲料运输车10位于饲料装载站16的情况下将饲料从饲料厨房7转移到饲料运输车10的容器12。在该示例性实施例中，饲料装载系统20包括可移动的运送轨道21，该可移动的运送轨道可移位地(参见箭头A)布置在两条固定的运送轨道23上，这两条固定的运送轨道被布置成相互平行且彼此间隔开。可移动的运送轨道21包括可沿其移位(参见箭头B)的手推车22。手推车22设置有可竖直移位的饲料抓斗24，以从饲料储存区域19抓取饲料。悬挂在手推车22上的饲料抓斗24可以在基本水平的平面内移位，以便位于每个饲料储存区域19的上方。

根据本发明的喂食系统1包括具有存储器35a的控制系统35。尽管在图1中示意性地示出控制系统35位于左侧，但控制系统35也可以布置在不同地点。存储器35a可以包括养殖场的计算机上的存储设施、或喂食系统1的制造商的经由互联网与控制系统35连接的服务器、云存储或其他设施。

饲料抓斗24由控制系统35控制。配给量数据存储在存储器35a中。例如，配给量数据包括针对不同组的动物9的多种配给量。基于所选的配给量的配给量数据，即按所需比例(kg)的饲料类型混合饲料，当饲料运输车10位于饲料装载站16处时，饲料抓斗24从饲料储存区域19将一定量的饲料类型a、b、c取至饲料运输车10的容器12，以便将所选的配给量容纳在容器10中。通过将多种饲料类型转移到饲料运输车10的容器12中，根据所选的配给量来在该容器中生产各饲料类型的混合饲料，即按期望比例的各饲料类型的混合饲料(kg)。

换句话说，为了组成该批饲料，饲料抓斗24分别从其中一个饲料储存区域19中取出一定量的饲料，饲料抓斗24将该饲料移位穿过饲料储存区域19，直至其位于饲料运输车10的容器12上方为止，然后将该饲料投入容器12中。饲料运输车10包括称重装置37，该称重装置被配置为测量在容器12中容纳的饲料的重量(kg)。称重装置37连接到控制系统35。当将饲料装载到饲料运输车10的容器12中时，控制系统35监测每种饲料类型a、b、c有多少饲料(kg)被装载到容器12中。

显然，饲料供应源7和饲料装载系统20也可以被不同地配置。饲料抓斗24例如也可以结合在饲料运输车10中。在这种情况下，饲料运输车10的饲料抓斗24向容器12装载具有所需成分的所需量的饲料，特别是直接从饲料储库3装载。此外，代替图1中所示的饲料储存区域19或除此以外，饲料供应源7可以包括一个或多个其他饲料供应装置，比如用于容纳从料仓切下的压制的草捆或块的从动传送带，结合用于从这种草捆或块释放饲料的释放装置(例如，切割器或刀片，特别是所谓的“草捆粉碎机”)、和/或包括用于计量排出饲料的螺旋钻的用于散装饲料的料槽(比如所谓的“货柜”)、和/或塔式料仓和/或其他装置。在这种情况下，饲料装载系统可以设置有一个或多个从动传送带，用于将饲料从该饲料供应装置或每个饲料供应装置移位到饲料运输车10的容器12。

另外，饲料可能不在饲料运输车10的容器12中被混合和/或切割，而是在布置在饲料供应源7(未示出)附近的固定混合器中被混合和/或切割。在这种情况下，饲料抓斗24将饲料供应系统7的饲料装载到固定混合器中。在通过固定混合器进行混合和/或切割之后，将混合饲料装载到饲料运输车10中。因此，饲料运输车10的容器12不必包含混合装置。在这种情况下，固定混合器分别可以接纳一定量的饲料，其对应于针对饲料运输车10的容器12的单批饲料。然而，固定混合器也可以具有为饲料运输车10的容器12容纳和准备多批饲料的能力。然后，固定混合器中的饲料量形成预混合饲料量，该预混合饲料量被分批供送到饲料运输车10的容器12，即用于多轮喂食。

饲料厨房7被安全围栏25环绕。在安全围栏25中设置出入门26，使得例如铲车或牵引车可以经由出入门26进入饲料厨房7，以便用来自饲料储库3的不同饲料类型a、b、c补充饲料储存区域19。另外，安全围栏25包括用于饲料运输车10的通道门28。饲料运输车10可以通过通道门28进出饲料厨房7。显然，安全围栏25可以仅包括一个门，饲料运输车10和牵引车或铲车都可以经由该门进出饲料厨房7。而且，图1中的安全围栏25可以延伸到饲料装载站16和通道门26的左侧，在这种情况下，安全围栏25保护包含饲料储存区域19的饲料厨房7，但是饲料装载站16可经由通道门26(未示出)自由进入。

除了安全围栏25之外，喂食系统1还可以包括其他安全特征，例如使饲料运输车10和/或饲料装载系统20即刻停止的紧急停止装置。在这种情况下，例如，可以发出警报和/或向使用者发送消息，比如发送电子邮件或文本消息。

动物棚8包括门开口29，饲料运输车10可以经由该门开口进出动物棚8。门开口29可由棚门关闭，该棚门优选地可自动打开。在该示例性实施例中，动物棚8具有两个喂食通道30。显然，可以提供更多或更少的喂食通道。在该示例性实施例中，每个喂食通道30的任一侧由喂食围栏31界定。换句话说，动物棚8包括四个喂食围栏31。喂食围栏31各自形成用于喂食动物9的喂食处。动物9可以沿着喂食围栏31彼此相邻。动物9被定位成使得它们的头部转向喂食通道30并且能够将头部穿过喂食围栏31，以便吃到由饲料运输车10沿着喂食围栏31放置的饲料。

动物棚8中的喂食围栏31与饲料厨房7的饲料装载站16相距一定距离。饲料运输车10可以从饲料装载站16到达每个喂食围栏31。在操作区域2中布置多种不同的信标。在该示例性实施例中，信标由设置在动物棚8的地板或另一地面、墙壁33以及碰撞点34之中或之上的条带32形成。饲料运输车10包括传感器系统(未示出)，该传感器系统被配置为与信标32、33、34协作。另外，饲料运输车10包括陀螺仪(未示出)，以便直线向前行进预定距离。陀螺仪连接到饲料运输车10的控制单元15。

除了配给量数据之外，控制系统35的存储器35a包含多种其他数据，比如导航数据和操作数据。导航数据包括信标32、33、34的信标数据。基于导航数据，饲料运输车10可以沿从饲料装载站16到动物棚8并经过该动物棚的不同路线行进。操作数据包括例如用于操作饲料运输车10的发放装置14的操作数据。

根据本发明，饲料运输车10包括饲料量测量装置38，用于测量供动物9消耗的饲料量的饲料量值，该饲料量测量装置沿着饲料运输车10经过的饲料围栏31设置。饲料量测量装置38包括例如激光器，其测量沿着饲料围栏31的饲料高度(h，以cm为单位)。可以根据测得的饲料高度h来计算饲料围栏31的饲料量。在该示例性实施例中，饲料量测量装置38装配在饲料运输车10上。当饲料运输车10行驶经过饲料围栏31时，饲料量测量装置38测量饲料量值h。每当饲料运输车10行驶经过饲料围栏31时，饲料量测量装置38测量关联的饲料量值h。

在该示例性实施例中，饲料运输车10包括用于在与饲料运输车10的行进方向成直角的方向上推动或堆积饲料的饲料推动装置(未示出)，即饲料推动装置将沿着饲料围栏31放置的饲料以及动物9在进食期间移开饲料围栏31的饲料推回到该饲料围栏31。饲料量测量装置38装配在饲料运输车10上，以便将刚刚由发放装置14存放的饲料包括在内，即发放装置14首先从饲料围栏31前方的容器12中配发饲料，然后饲料量测量装置38即刻测量该饲料围栏31的饲料量值。该测得的饲料量值取决于尚未食用的饲料量(即先前被发放并被推回到饲料围栏31的饲料量)、以及在该饲料围栏31配发的新鲜饲料量。

控制系统35被配置为接收测得的沿着饲料围栏31的饲料量值。饲料量值首先暂时地存储在饲料运输车10的控制单元15的存储器中。在饲料运输车10返回饲料装载站16之后，测得的饲料量值被发送到控制系统35并存储在控制系统35的存储器35a中。根据本发明的喂食系统1运行的时间越长，存储在存储器35a中的在不同测量时刻测得的饲料量值就越多。通过存储器35a，控制系统35可以访问关于在各个饲料围栏31中的每个饲料围栏处测得的饲料量值随时间的变化过程的大量数据。

图2A、图2B分别示出了在一天和几天期间测得的两个饲料围栏31的饲料量值的图表，这些饲料量值存储在存储器35a中。实际上，饲料量值存储并保留在控制系统35的存储器35a中长达几个月或更长时间。如曲线图中展示的，每个饲料围栏31的饲料量值分别随时间下降，直至在该饲料围栏31处配发后续饲料中的饲料。饲料量值的降低率(即消耗率)对于每个饲料围栏31是不同的。这取决于例如沿着饲料围栏31的动物9的数量和那些动物9(比如高产奶牛、低产奶牛、无奶奶牛等)的泌乳期。另外，每个饲料围栏31的消耗率可以在一天(24小时)内变化。消耗率取决于动物9的昼夜节律。

根据本发明的控制系统35通过自学习算法35b来编程，该自学习算法被配置为识别在不同测量时刻测量并存储在存储器35a中的饲料量值之间的相关性，即统计关系。在该示例性实施例中，自学习算法35b被配置为接收每个饲料围栏31的输入和输出的实例。每个实例的输入包括在测量时刻的饲料量值、表示该测量时刻的值以及其他时间相关参数，比如从在饲料围栏31处最后一次饲料存放起经过的时间和/或在预设持续时间(例如，前5小时或前10小时)的前一周期内在该饲料围栏31处发放的饲料量(kg)。每个实例的输出(“目标”)包括消耗率的关联值。通过这种实例来训练自学习算法35b。

通过将存储在存储器中的饲料量值按时间分组来分析每个饲料围栏31的实例。每组以饲料发放后直接测得的饲料量值开始，并且以在后续饲料被发放之前即刻测量的饲料量值结束。控制系统35的存储器存储了当饲料运输车10行驶以发放饲料或堆积饲料时的时刻，即控制系统35记录了是否在饲料围栏31处发放饲料之后即刻测量饲料量值。

在这种情况下，分析每组饲料量值(h_-n)，如图3所示，示意性地示出了一个饲料围栏31的饲料量随时间的变化过程。在不同测量时刻测得的饲料量值h_-1、h_-2、......h_-n用实心点表示。当前时间用t₀表示。位于图3中时刻t₀的左侧的饲料量值h_-1、h_-2、......h_-n过去已被测量并存储在控制系统35的存储器35a中。基于这些饲料量值h_-1、h_-2、......h_-n(其在实践中可以包括例如两个月，即远多于图3中所示的八个饲料量值h_-1、h_-2、......h_-8)，控制系统35使用自学习算法35b在最后一次测量时刻之后计算饲料量值h₁、h₂、......h_n，在这种情况下是未来饲料量值。

为此目的，控制系统35首先通过函数拟合(“曲线拟合”)为每组饲料量值(h_-n)计算指数函数N·e^λt中的参数λ的值，其中，λ表示消耗率，t是时间，并且N是常数，比如100。这意味着推定饲料量值分别随时间呈指数变化。在这种情况下，向自学习算法35b馈送的每个实例包括在测量时刻的饲料量值h_-n(其是表示该测量时刻的值)，并且进一步包括作为输入的其他时间相关参数、以及作为输出的参数λ的关联值(“目标”)，该值是使用函数拟合计算的。

自学习算法35b然后能够识别输入与输出之间的相关性，即统计关系。基于识别的相关性，该算法随后可以预测参数λ(其形成了在最后一次测量时刻和/或此时刻之后对饲料围栏31的消耗率的度量)的值作为输出。换句话说，如果存储在存储器中的最后测得的饲料量值h_-1与表示该最后一次测量时刻的关联值和其他时间相关参数一起作为算法的输入，则自学习算法35b产生参数λ的值作为输出。因此，指数函数N·e^λt是固定的，其贯穿存储在存储器中的最后测得的饲料量值h_-1。然后，控制系统35可以容易地基于预测指数函数来计算在最后一次测量时刻之后的时间点的饲料量值h_n。

在该示例性实施例中，自学习算法35b因此使用存储在存储器35a中的最后测得的饲料量值h_-1作为预测的起始点。这个最后测得的饲料量值h_-1和关联的时间相关参数一起形成自学习算法35b的输入。基于该输入，自学习算法35b在通过接收到的实例中的模式识别进行了充分训练之后，在最后一次测量时刻和/或此时刻之后，以参数λ的形式确定饲料围栏31的消耗率的值(即表示饲料围栏31已有的供动物消耗的饲料量在饲料围栏31处减少的速率的值)作为输出。通过消耗率的计算值，控制系统35然后可以通过消耗率的这个值来计算饲料量值h₁、h₂、......h_n在最后一次测量时刻之后的时间点。在图3中，这些计算出的饲料量值h₁、h₂、......h_n用空心点表示。因此，喂食系统1考虑了消耗率的变化，使得喂食系统1可以在期望的时间(实际上)在饲料围栏31处输送后续饲料。

在该示例性实施例中，控制系统35假设饲料围栏31的饲料量呈指数下降到渐近值0。在实践中，动物9不会完全吃完饲料，但是少量剩余饲料留在饲料围栏31处，这些饲料不会或几乎不会被动物9吃掉。在该示例性实施例中，阈值a例如由养殖者或服务技术人员在控制系统35中手动地选择和设置，并且对应于在实践中在养殖场中出现的剩余饲料量值。控制系统35确定饲料围栏31的预测的未来饲料量值何时下降到该阈值a以下。在未来饲料量值下降到阈值a以下的时刻，饲料围栏31实际上是空的，即饲料用尽，即使仍有少量剩余饲料。在图3中，饲料围栏31的未来耗尽时间或时刻用t₂表示。

控制系统35通过根据该未来耗尽时间t₂反推计算至少一个时间间隔x来确定开始将后续饲料装载到饲料运输车10的容器12中的开始时间t₁，该时间间隔使得在动物9将饲料围栏31的饲料基本上吃完之前由饲料运输车10将后续饲料发放到该饲料围栏31。换句话说，控制系统35在开始时间t₁向饲料装载系统20发送开始将后续饲料装载到饲料运输车10中的开始命令，使得有足够的时间将后续饲料装载在饲料运输车10的容器12中并混合，有足够的时间行驶到饲料围栏31，并且在该饲料围栏31的饲料实际上用尽之前配发饲料。

针对控制系统35中的每个饲料围栏31，时间间隔x可以选择为是固定的。由养殖者或服务技术人员例如手动地将固定时间间隔x输入到控制系统35中，优选地基于从向饲料装载系统20发送开始装载后续饲料的开始命令到由饲料运输车10在饲料围栏31处实际配发饲料所需的时段的经验。然而，固定时间间隔x也可以由控制系统35自动调整。例如，固定时间间隔x在30分钟与3小时之间。在实践中，这种时间间隔x通常足以准备后续饲料并将其运送到饲料围栏31并在饲料围栏处进行发放。

然而，时间间隔x也可能是可变的。控制系统35例如根据所选的配给量来确定时间间隔x。准备后续饲料所需的时段取决于所选的配给量。控制系统35可以针对每个配给量根据饲料运输车10中的配给量来确定准备后续饲料需要多长时间。另外，饲料运输车10行驶到多个不同的饲料围栏31所需的时间可能变化。控制系统35可以确定用于在一条路线上行驶到达多个不同的饲料围栏31的输送时间或行进时间，并且还使时间间隔x依赖于此。

在控制系统35在开始时间t₁向饲料装载系统20发出开始将根据所选的配给量的后续饲料装载到饲料运输车10中的开始命令之后，饲料运输车10装载该后续饲料，然后饲料运输车10自主行驶到一个或多个具有饲料需求的饲料围栏31，以便为动物9配发饲料。

在实践中，养殖场实际上总是具有多个饲料围栏31。当一个饲料围栏31的饲料用尽时，饲料运输车10将自动在该饲料围栏31添加饲料。在这种情况下，饲料运输车10可以在沿着多个饲料围栏31的路线上行驶，从而在该多个饲料围栏31处测量饲料量值。由于根据本发明的喂食系统1将测得的饲料量值存储在存储器35a中、并且控制系统35基于准确预测的耗尽时间确定开始准备后续饲料的开始时间t₁，因此几乎没有必要仅仅为了收集饲料量值而使饲料运输车10行驶。如果饲料运输车10仅在输送饲料或堆积饲料时测量饲料量值、并且同时在沿着一个或多个饲料围栏31的路线上行驶，则控制系统35具有足够的饲料量值来准确地确定开始时间t₁。

代替预测未来耗尽时间t₂(即在饲料围栏31的饲料实际上用尽的时刻)或除此以外，控制系统35可以预测饲料围栏31的耗尽持续时间y(参见图3)。耗尽持续时间y指示预测在饲料围栏31的未来饲料量值h_n下降到该饲料围栏31的饲料量的预设阈值a以下需要多长时间。耗尽持续时间y也可以基于存储在存储器35a中的饲料量值h_-n来确定，特别是通过由自学习算法35b确定的饲料围栏31的消耗率来确定。控制系统35然后基于饲料围栏31的该耗尽持续时间y计算开始时间t₁。为此目的，控制系统35可以直接将饲料围栏31的耗尽持续时间y与用于准备后续饲料并输送该饲料的时间间隔x进行比较。因此，没有必要在控制系统35中明确地确定未来耗尽时间t₂。

本发明不限于在附图中展示的示例性实施例。本领域技术人员可以在不脱离本发明范围的情况下进行多种修改。代替通过预测的消耗率来计算未来饲料量值，自学习算法还可以基于存储在存储器中的测得的饲料量值来直接预测未来饲料量值。换句话说，在这种情况下，向自学习算法馈送实例，每个实例包括在测量时刻测得的与时间相关参数的关联值相结合的饲料量值作为输入、以及在该测量时刻之后测得的饲料量值作为输出。在向自学习算法提供了足够的实例之后，自学习算法能够基于最后测得的饲料量值和关联的时间相关参数来预测一个或多个未来饲料量值作为输出。另外，控制系统可以被配置为计算与饲料量值不同的饲料变量(比如表示直至需要开始装载后续饲料的后续开始命令为止的时段的饲料变量)的值。在这种情况下，可以分别将这种时段添加到存储在存储器中的每个测得的饲料量值中。换句话说，控制系统可以首先将测得的饲料量值转换成关联的时段，直至下一个开始命令为止。随后，控制系统可以基于该时段的转换值，在最后一次测量时刻之后的一个或多个时间点，在该喂食处或每个喂食处计算该时段的一个或多个值。在这种情况下，控制系统因此不必预测饲料量值，但是控制系统可以直接预测直至需要下一个开始命令为止的时段。根据本发明，控制系统还可以用另外的方式使用一个或多个计算出的饲料量值或不同饲料变量的值，以设置将后续饲料中的饲料输送到一个或多个喂食处的时间。除此之外或代替地，控制系统可以例如根据计算出的(多个)饲料量值向智能手机发送消息。

Claims (16)

1.一种喂食系统，用于使用来自饲料供应源(7)的饲料来喂食至少一个喂食处(31)的动物(9)、具体地是牛、比如奶牛或肉牛，其中，所述喂食系统(1)包括：

-自主喂食装置(10)，所述自主喂食装置包括容器(12)，用于容纳来自所述饲料供应源(7)的饲料，其中，所述自主喂食装置(10)被配置为将装在所述容器(12)中的饲料运送到所述喂食处(31)并在所述喂食处(31)发放所述饲料，

-饲料量测量装置(38)，用于反复测量可用的供所述喂食处(31)的所述动物(9)消耗的饲料量的饲料量值(h_-n)，以及

-控制系统(35)，所述控制系统被配置为从所述饲料量测量装置(38)接收在不同测量时刻、在所述喂食处(31)测得的饲料量值(h_-n)，

其特征在于，

所述控制系统(35)被配置为执行以下操作：

-将从所述饲料量测量装置(38)接收的多个饲料量值(h_-n)存储在存储器(35a)中，以及

-基于存储在所述存储器中的所述饲料量值(h_-n)来计算在所述最后一次测量时刻之后的至少一个时间点的饲料变量(h_n)的至少一个值，所述饲料变量具体地是与所述饲料量值随时间的变化过程相关。

2.如权利要求1所述的喂食系统，其中，所述饲料变量的值包括可用的供所述喂食处(31)的所述动物(9)消耗的饲料量的饲料量值(h_n)。

3.如权利要求1所述的喂食系统，其中，所述喂食系统(1)设置有饲料装载系统(20)，用于将饲料从所述饲料供应源(7)装载到所述自主喂食装置(10)的容器(12)中，并且其中，所述控制系统(35)被配置为基于所述饲料变量(h_n)的计算值来控制所述饲料装载系统(20)和/或所述自主喂食装置(10)装载后续饲料和/或将已装载的后续饲料运送到所述喂食处(31)。

4.如权利要求3所述的喂食系统，其中，所述控制系统(35)被配置为基于所述饲料变量(h_n)的计算值来确定开始装载后续饲料和/或将已装载的后续饲料运送到所述喂食处(31)的开始时间(t₁)。

5.如权利要求4所述的喂食系统，其中，所述控制系统(35)被配置为在所述开始时间(t₁)向所述饲料装载系统(20)发送开始装载后续饲料的开始命令，或向所述自主喂食装置(10)发送开始将已装载的饲料运送到所述喂食处(31)的开始命令。

6.如前述权利要求中的一项或多项所述的喂食系统，其中，所述控制系统(1)包括自学习算法(35b)，所述自学习算法被配置为接收存储在所述存储器中的所述饲料量值(h_-n)，并且其中，所述控制系统(35)被配置为使用所述自学习算法(35b)来计算在所述最后一次测量时刻之后的时间点的所述饲料变量(h_n)的值。

7.如权利要求6所述的喂食系统，其中，所述自学习算法(35b)被配置为基于存储在所述存储器(35a)中的所述饲料量值(h_-n)来确定表示在所述最后一次测量时刻和/或此时刻之后所述喂食处(31)的消耗率的至少一个值，以所述消耗率，可用的供所述喂食处(31)的所述动物(9)消耗的饲料量减少，并且其中，所述控制系统(35)被配置为基于存储在所述存储器(35a)中的所述最后测得的饲料量值(h_-n)和所述消耗率值来计算在所述最后一次测量时刻之后的时间点的所述饲料变量(h_n)的值。

8.如权利要求7所述的喂食系统，其中，所述自学习算法(35b)被配置为接收实例，每个所述实例包括表示所述测量时刻中的一个测量时刻的值、在所述测量时刻的饲料量值(h_-n)以及所述消耗率的关联值，并且其中，所述自学习算法(35b)被配置为基于所述接收到的实例来确定在所述最后一次测量时刻和/或此时刻之后所述喂食处(35)的所述消耗率的值。

9.如权利要求7或8所述的喂食系统，其中，所述控制系统被配置为将存储在所述存储器中的所述饲料量值(h_-n)按时间分组，每组从在输送饲料之后即刻测得的饲料量值(h_-n)开始，并且其中，所述控制系统被配置为针对所述各组饲料量值(h_-n)中的每组、具体地通过函数拟合来计算指数函数e^λt中的参数λ的值，其中，λ表示所述消耗率，并且t是所述时间，并且其中，所述自学习算法(35b)被配置为接收实例，每个所述实例包括在测量时刻的饲料量值(h_-n)以及所述参数λ的关联计算值，并且其中，所述自学习算法(35b)还被配置为确定指数函数e^λt中的所述参数λ的值，所述指数函数贯穿存储在所述存储器中的所述最后测得的饲料量值(h_-n)，并且其中，所述控制系统(35)被配置为使用由所述自学习算法(35b)确定的所述参数λ的值、通过所述指数函数来计算在所述最后一次测量时刻之后的时间点的所述饲料变量(h_n)的值。

10.如权利要求4至9中的一项或多项所述的喂食系统，其中，所述控制系统(35)被配置为基于所述饲料变量(h_n)的计算值来确定所述喂食处(31)的未来耗尽时间(t₂)，并且所述控制系统(35)还被配置为基于所述未来耗尽时间(t₂)来确定所述开始时间(t₁)。

11.如权利要求10所述的喂食系统，其中，所述控制系统(35)被配置为通过根据所述未来耗尽时间(t₂)反推计算至少一个时间间隔(x)来确定所述开始时间(t₁)，所述时间间隔使得由所述自主喂食装置(10)在所述动物(9)将所述喂食处(31)的饲料基本上吃完之前在所述喂食处(31)发放所述后续饲料。

12.如权利要求11所述的喂食系统，其中，在所述控制系统(35)中将所述或每个喂食处(31)的所述时间间隔(x)设置为固定周期。

13.如权利要求11所述的喂食系统，其中，在所述控制系统(35)的存储器(35a)中存储多种配给量，并且其中，所述控制系统(35)被配置为基于所选的配给量来确定用于装载所述后续饲料的所述时间间隔(x)。

14.如权利要求11或13所述的喂食系统，其中，所述控制系统(35)被配置为确定用于通过所述自主喂食装置(10)将装在所述容器中的饲料输送到所述喂食处(31)的输送时间，并且其中，所述控制系统(35)还被配置为基于所述输送时间来确定所述时间间隔(x)。

15.如前述权利要求中的一项或多项所述的喂食系统，其中，所述饲料量测量装置(38)装配在所述自主喂食装置(10)上，并且其中，所述饲料量测量装置(38)被配置为当所述自主喂食装置(10)经过所述喂食处(31)时测量所述喂食处(31)的所述饲料量值(h_-n)。

16.一种通过如前述权利要求中的一项或多项所述的喂食系统(1)来自动喂食动物(9)、具体地是牛的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

-反复测量已有的供所述喂食处(31)的所述动物(9)消耗的饲料量的饲料量值(h_-n)，

-将在不同测量时刻在所述喂食处(31)测得的多个饲料量值(h_-n)存储在所述控制系统(35)的存储器(35a)中，

-基于存储在所述存储器中的所述饲料量值(h_-n)来计算在所述最后一次测量时刻之后的至少一个时间点的所述饲料变量(h_n)的至少一个值，所述饲料变量具体地与所述饲料量值随时间的变化过程相关。

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