CN117794362A - 禽类疫苗接种系统和控制禽类疫苗接种系统的至少一个致动器的方法 - Google Patents
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Abstract
一种禽类疫苗接种系统(30)，其可操作以在禽类(100)被保持在运送机构(20)上并由运送机构(20)沿第一方向(101)运输的同时执行禽类(100)的疫苗接种。所述禽类疫苗接种系统(30)包括：流体排出装置，其包括流体排出开口(61)，所述流体排出开口可操作以将至少一个疫苗接种流体排出到所述禽类(100)；至少一个致动器(33)，其可操作以实现至少所述流体排出开口(61)的移位；至少一个控制电路(36)，其可操作以控制所述至少一个致动器(33)；以及数据采集装置(37、50)，其可操作以捕获保持在所述运送机构(20)上的所述禽类(100)的图像数据。所述至少一个控制电路(36)可操作以控制所述至少一个致动器(33)，以在所述禽类(100)被所述运送机构(20)移动的同时，基于所述图像数据来调节所述流体排出开口(61)相对于所述禽类(100)的位置，以执行所述疫苗接种。
Description
技术领域
本发明涉及用于将流体、特别是用于将疫苗接种流体施用至禽类的系统以及与这种系统结合使用的方法。本发明涉及一种允许在通过运送机构运送禽类的同时以自动方式对禽类进行疫苗接种的系统。
背景技术
禽类育种是农业技术的一个重要领域。禽类、例如鸡或其它家禽被当作有用的动物饲养。为了保护动物的健康并减轻疾病传播的风险，向动物施用流体、例如疫苗接种流体。
为了提高流体施用的效率、一致性和正确性，期望以半自动或全自动的方式进行流体的施用。流体施用程序的自动化也可以降低动物的应激水平。
WO 2017/125387 A1公开了一种用于处理、分级和接种活禽类的系统和方法。所述系统可以包括一个或多个疫苗接种站。
US2015/0144071 A1公开了一种用于呈现禽类的定位装置和疫苗接种系统。
以高效的方式向禽类施用流体(例如疫苗接种流体)是一个挑战。
发明内容
本发明的一个目的是提供用于定位流体排出开口以将流体施用到禽类的增强的系统和方法。特别地，本发明的一个目的是提供系统和用于这种系统的控制方法，其允许以高效的方式向禽类施用流体、例如疫苗接种流体。本发明的另一个目的是提供系统和用于这种系统的控制方法，其允许在禽类被运送机构保持和移动的同时向禽类施用流体、例如疫苗接种流体。
根据本发明的实施例，提供了下述系统和方法，所述系统和方法可操作以相对于禽类定位流体排出开口，以在禽类通过运送机构以连续方式移动的同时施用流体、例如疫苗接种流体。
在一些实施例中，可以执行图像数据采集以捕获禽类的图像数据。流体排出开口可以基于捕获的图像数据相对于禽类自动定位。可以在禽类通过运送机构以连续方式移动的同时执行图像数据采集和流体排出开口相对于禽类的定位。
在一些实施例中，包括流体排出开口的流体输送装置可以布置在施用器载体上。施用器载体可以可移动地安装在支撑件上。流体排出开口可以布置在施用器载体上，使得其相对于施用器载体可移位。流体排出开口可以定位或可定位成穿过抵接构件的开口。在操作中，抵接构件可以压靠禽类身体的一部分以进行疫苗接种，其中流体排出开口通过抵接构件中的开口撞击到禽类上。
根据一个实施例，提供了一种系统，所述系统可操作以在禽类被保持在运送机构上并由运送机构沿第一方向运输时将流体施用给禽类。所述系统包括流体排出装置、至少一个致动器、至少一个控制电路和数据采集装置，所述流体排出装置包括可操作以将至少一个(种)流体排出到禽类的流体排出开口，所述至少一个致动器可操作以实现至少所述流体排出开口的移位，所述至少一个控制电路可操作以控制所述至少一个致动器，所述数据采集装置可操作以捕获保持在所述运送机构上的禽类的图像数据。所述至少一个控制电路可操作以基于所述图像数据控制所述至少一个致动器，以调节所述流体排出开口相对于所述禽类的位置，以用于施用所述流体。
所述系统允许在禽类被运送机构移动的同时以高效的方式施用流体，而不必停止禽类的移动。通过基于图像数据控制流体排出开口的位置，可以以自动的方式考虑不同的禽类形状和/或禽类相对于运送机构的位置。可以确保正确施用流体。
所述至少一个控制电路可操作以控制所述至少一个致动器，以基于所述图像数据调整所述流体排出开口相对于所述禽类的位置，从而在所述禽类被所述运送机构移动的同时施用所述流体。
流体可以是治疗流体。
流体可以是疫苗接种流体。
所述系统可以是禽类疫苗接种系统。
所述系统可以包括与流体排出开口流体连通的疫苗接种流体储存器。
流体排出装置可以包括具有尖端的针，流体排出开口设置在所述尖端处。
所述至少一个控制电路可操作以基于所述图像数据调整所述流体排出开口的位置，使得所述流体排出开口在基于所述图像数据识别的目标位置处撞击所述禽类。
所述至少一个控制电路可操作以确定禽类相对于保持禽类的保持支架的位置和/或确定生理特征(例如禽类的尺寸和/或禽类的胸部尺寸)，基于禽类相对于保持支架的位置和/或生理特征来确定流体排出开口的目标位置，并且基于禽类相对于保持支架的位置来控制至少一个致动器。
数据采集装置可以包括图像传感器。
所述系统可操作以基于由所述图像传感器捕获的所述禽类的图像执行特征提取。
数据采集装置可以包括红外摄像装置。
数据采集装置可以包括3D摄像系统。
数据采集装置可以包括结构光成像系统。
数据采集装置可以包括立体摄像系统。
数据采集装置可以包括用于接收图像数据的接口。所述至少一个控制电路可以操作性地联接到所述接口。
至少一个数据采集装置可以包括可操作以输出可见光或红外光的光线的投射器和可操作以捕获投射到禽类上的光线的图像的图像传感器。
图像传感器可操作以在运送机构使禽类移动穿过可见光或红外光的光线时捕获一系列帧。
所述至少一个控制电路可操作以基于所述一系列帧中的多个按时间顺序捕获的帧来控制所述至少一个致动器。
可见光或红外光的光线可以沿第一方向定位在流体排出装置的上游。
数据采集装置或所述至少一个控制电路可以包括可操作以计算禽类的表面轮廓数据的至少一个集成电路。
所述至少一个控制电路可操作以基于所述表面轮廓数据控制所述至少一个致动器。
表面轮廓数据可以包括3D表面轮廓数据。
表面轮廓数据可以包括点云。
所述至少一个控制电路可操作以控制所述至少一个致动器以至少沿着所述第一方向、可选地沿着所述第一方向和与所述第一方向正交的第二方向两者调节所述流体排出开口相对于所述禽类的位置。
第二方向可以是竖直方向。
运送机构可操作以在第一方向上以运输速度移动禽类。
所述至少一个控制电路可操作以控制所述至少一个致动器，使得在所述流体排出开口撞击在所述禽类上之前，所述流体排出开口可以以不同于所述运输速度的一个或多个第一速度沿着所述第一方向移位。
所述一个或多个第一速度可以取决于图像数据。
所述至少一个控制电路可操作以控制所述至少一个致动器，使得当所述至少一个流体经由所述流体排出开口排出时，所述流体排出开口可沿着所述第一方向以第二速度移位，所述第二速度可以等于所述运输速度。
所述至少一个控制电路可操作以控制所述至少一个致动器，使得所述流体排出开口沿着所述第一方向往复运动。
所述系统还可以包括支撑件和可移动地安装在支撑件上的施用器载体。
所述至少一个致动器可操作以使所述施用器载体相对于所述支撑件移位，从而使所述流体排出开口移位。
流体输送装置可以被安装成使得流体排出开口可以相对于施用器载体移位。
流体输送装置可以可移位地安装在施用器载体上。
流体排出开口可以被布置成适于相对于施用器载体枢转运动和/或平移运动。
所述系统还可以包括流体输送装置与施用器载体之间的悬架、特别是万向悬架。
所述系统还可以包括可操作用于抵接在禽类上的抵接构件。
抵接构件可以包括开口，流体排出开口可以定位或可定位成穿过所述开口从而执行疫苗接种。
抵接构件和/或施用器载体可以包括用于将抵接构件可逆地可释放地附接到施用器载体的联接机构。
抵接构件可以包括至少一个附加开口，至少一个附加流体排出开口可以定位或可定位成穿过所述至少一个附加开口。
所述系统还可以包括一个或多个附加流体排出装置，所述附加流体排出装置包括用于将一个或多个附加流体输送到禽类的一个或多个附加排出开口。
所述系统还可以包括一个或多个附加的替换抵接构件，每个替换抵接构件可操作用于可逆地可释放地附接在施用器载体上。
抵接构件和替换抵接构件中的至少一个可以具有不同的尺寸和/或形状。
所述系统可操作以在禽类通过其肩胛-肱骨关节被保持在运送机构上时执行胸部疫苗接种、翅膀疫苗接种、眼睛疫苗接种中的一个或多个。
一种用于处理禽类的禽类处理系统可以包括可操作以运输禽类的运送机构和用于对禽类进行疫苗接种的系统。
所述运送机构可以包括可操作以保持所述禽类的保持支架。
所述至少一个控制电路可操作以确定禽类相对于保持支架的位置，以基于禽类相对于保持支架的位置确定流体排出开口的目标位置，并且基于禽类相对于保持支架的位置控制所述至少一个致动器。
保持支架可操作以通过禽类的肩胛-肱骨关节保持禽类。
所述系统可操作以每小时向至少1000只、至少2000只、至少3000只、至少4000只、至少5000只或至少6000只禽类施用流体。
所述系统可操作以每小时接种至少1000只、至少2000只、至少3000只、至少4000只、至少5000只或至少6000只禽类。
根据另一个实施例，提供了一种控制系统的至少一个致动器的方法。所述系统包括流体排出装置和至少一个致动器，所述流体排出装置包括用于将至少一个流体排出到禽类的流体排出开口，所述至少一个致动器可操作以实现至少流体排出开口的移位。所述方法可以包括通过至少一个控制电路从数据采集装置接收禽类的图像数据，并且通过至少一个控制电路控制所述至少一个致动器，以在执行疫苗接种之前并且在禽类被运送机构移动时基于图像数据相对于禽类定位流体排出开口。
所述流体可以是治疗流体或非治疗流体。
所述流体可以是疫苗接种流体。
所述方法可以在对禽类接种疫苗之前执行。
所述方法可以以在对禽类接种疫苗之前定位流体排出开口而终止。也就是说，疫苗接种步骤本身可以不构成所述方法的一部分。
所述方法可以包括进行疫苗接种。
可以在所述方法中实现的附加可选特征对应于与所要求保护的系统相关联地公开的可选特征。
所述方法可以使用根据实施例的系统自动执行。
根据另一个实施例，提供了一种用于在禽类被保持在运送机构上并由运送机构沿第一方向移动的同时向禽类施用流体、例如疫苗接种流体的系统。所述系统可以包括支撑件、可移动地安装在支撑件上的施用器载体、安装在施用器载体上并且包括用于将至少一个流体排出到禽类的流体排出开口的流体排出装置、可操作以实现施用器载体的移位的至少一个致动器、以及可操作以控制至少一个致动器的至少一个控制电路。
所述至少一个控制电路允许响应于禽类的位置和/或尺寸以通用方式控制致动器。
所述至少一个致动器可操作以实现所述施用器载体沿着所述第一方向的移位，以在所述禽类通过所述运送机构移动的同时施用所述流体。
所述流体可以是治疗流体。
所述流体可以是疫苗接种流体。
所述系统可以是禽类疫苗接种系统。
所述系统可以包括与流体排出开口流体连通的疫苗接种流体储存器。
流体排出装置可以包括具有尖端的针，流体排出开口设置在所述尖端处。
流体输送装置可以安装在施用器载体上，使得流体排出开口相对于施用器载体可移位。
流体输送装置可以安装在施用器载体上，使得流体排出开口能够相对于施用器载体沿着第一方向和/或沿着横向于第一方向的第二方向移位。
第二方向可以是竖直方向。
流体输送装置可以安装在施用器载体上，使得流体排出开口能够相对于施用器载体枢转和/或以平移的方式移位。
所述系统还可以包括流体输送装置与施用器载体之间的悬架、特别是万向悬架。
所述至少一个控制电路可操作以基于禽类的三维表面轮廓数据来控制流体排出开口相对于禽类的位置。
所述系统还可以包括用于采集禽类的三维表面轮廓数据的数据采集装置。
所述数据采集装置可以包括图像传感器。
所述系统可操作以基于由所述图像传感器捕获的所述禽类的图像执行特征提取。
所述数据采集装置可以包括红外摄像装置。
所述数据采集装置可以包括3D摄像系统。
所述数据采集装置可以包括结构光成像系统。
所述数据采集装置可以包括立体摄像装置系统。
所述数据采集装置可以包括用于接收图像数据的接口。所述至少一个控制电路可以可操作地联接到所述接口。
所述系统还可以包括可操作用于抵接在禽类上的抵接构件，所述抵接构件包括开口，流体排出开口可以定位或可定位成穿过所述开口从而执行疫苗接种。
抵接构件可以包括至少一个附加开口，至少一个附加流体排出装置可以穿过所述至少一个附加开口定位以用于执行疫苗接种。
所述系统还可以包括一个或多个附加流体排出装置，所述附加流体排出装置包括用于将一个或多个附加流体输送到禽类的一个或多个附加排出开口。
所述系统还可以包括一个或多个附加的替换抵接构件，每个替换抵接构件可操作用于可逆地可释放地附接在施用器载体上。
抵接构件和替换抵接构件中的至少一个可以具有不同的尺寸和/或形状。
抵接构件和/或施用器载体可以包括用于将抵接构件可逆地可释放地附接到施用器载体的联接机构。
所述系统还可以包括一个或多个附加流体排出装置，所述一个或多个附加流体排出装置安装在所述施用器载体上并且包括用于将一个或多个附加流体输送到禽类的一个或多个附加流体排出开口。
所述至少一个控制电路可操作以控制所述至少一个致动器，使得在所述至少一个流体经由所述流体排出开口排出的同时，所述施用器载体以与所述运送机构的运输速度对应的运输速度沿着所述第一方向移位。
所述系统可操作以在所述禽类通过其肩胛-肱骨关节被保持在所述运送机构上的同时执行胸部疫苗接种、翅膀疫苗接种、眼睛疫苗接种中的至少一者。
所述系统可操作以每小时向至少1000只、至少2000只、至少3000只、至少4000只、至少5000只或至少6000只禽类施用流体。
所述系统可操作以每小时接种至少1000只、至少2000只、至少3000只、至少4000只、至少5000只或至少6000只禽类。
一种用于处理禽类的禽类处理系统可以包括可操作以运输禽类的运送机构和用于施用流体的系统，所述用于施用流体的系统可操作以被定位成邻近运送机构，从而将流体施用到禽类，例如用于给禽类接种疫苗。
根据另一个实施例，提供了一种控制系统的至少一个致动器的操作的方法，所述系统包括施用器载体、安装在施用器载体上并且包括用于将至少一个流体排出到禽类的流体排出开口的流体排出装置、以及至少一个致动器。所述方法可以包括：通过至少一个控制电路接收关于正在由运送机构沿第一方向移动的禽类的信息，以及通过所述至少一个控制电路控制所述至少一个致动器，以在所述禽类正在由所述运送机构移动的同时实现所述施用器载体沿所述第一方向的移位，以用于施用所述流体。
所述流体可以是治疗流体或非治疗流体。
所述流体可以是疫苗接种流体。
所述方法可以在对禽类接种疫苗之前执行。
所述方法可以以在给禽类接种疫苗之前定位流体排出开口而终止。也就是说，接种步骤本身可以不构成所述方法的一部分。
所述方法可以包括进行疫苗接种。
可以在所述方法中实现的附加可选特征对应于与所要求保护的系统相关联地公开的可选特征。
所述方法可以使用根据实施例的系统自动执行。
通过本发明获得了各种效果和优点。所述系统和方法允许流体排出开口被定位成用于在禽类被保持在运送机构上并由运送机构移动的同时向禽类施用流体。通过响应于例如指示禽类在保持构件上的位置和/或正由运送机构移动的禽类的尺寸的图像数据，可以以高精度和以高效的方式施用流体，而所有这些都不必停止运送机构的移动。
附图说明
将参考附图描述本发明的实施例。
图1是禽类处理系统的示意图。
图2是禽类处理系统的示意图。
图3是方法的流程图。
图4是禽类和通过系统靠近禽类定位的流体输送装置的示意图。
图5是示出流体排出开口移位的速度的曲线图。
图6是3D表面轮廓数据的视图。
图7是禽类疫苗接种系统的部件的局部放大图。
图8是禽类疫苗接种系统的部件的局部放大图。
图9是禽类疫苗接种系统的部件的局部放大图。
图10和图11是禽类疫苗接种系统的示意图。
图12是禽类处理系统的示意图。
图13是禽类处理系统的保持构件的示意图。
具体实施方式
将参考附图描述本发明的实施例，其中相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件。
虽然结合定位用于禽类疫苗接种的流体排出开口描述了实施例，但是系统和方法可以用于向禽类施用各种不同的流体。
图1是禽类处理系统10的示意图。禽类处理系统10包括运送机构20和禽类疫苗接种系统30。禽类疫苗接种系统30可操作地定位在运送机构20附近。运送机构20可操作以使禽类100沿第一方向101移动经过禽类疫苗接种系统30。
运送机构20可以包括保持构件22。保持构件22可操作以保持禽类100。多个保持构件22可以设置在运送器上，每个保持构件22可操作以接收禽类。运送机构20可以具有插入区段，在所述插入区段处，禽类可以被手动地定位在保持构件22中。运送机构20可以允许至少三个、至少五个、至少七个、至少九个人类操作员同时将禽类放置到保持构件22中。保持构件22可以可逆地可释放地与运送机构20的运送器接合和/或脱离，或者可以固定地安装在运送器上。保持构件22可以包括用于接合和释放禽类的一个或多个可移动部件。
禽类疫苗接种系统30包括支撑件31。支撑件31可以具有脚轮和/或辊32，其允许支撑件31邻近运送机构20定位。禽类疫苗接种系统30包括施用器载体41。施用器载体41承载具有流体排出开口61的一个或多个流体排出装置。流体排出开口61可以设置在针或其它注射元件上，所述针或其它注射元件可操作以刺穿禽类31的皮肤，用于执行疫苗或其它流体的皮下、肌内或其它施用。流体排出开口61可以定位或可定位在抵接构件42的开口43中或穿过抵接构件42的开口43。在操作中，抵接构件42可以压靠禽类100，从而允许流体经由流体排出开口61排出到禽类。
致动器载体41(其上布置有流体输送装置)和抵接构件42可以实现疫苗接种头40。疫苗接种头40可以相对于支撑件30定位以执行疫苗接种。
禽类疫苗接种系统30包括致动器33。致动器33可操作以使施用器载体41移位。致动器33可以包括驱动器34，驱动器34可以包括一个或多个马达。致动器33可以包括联接在驱动器34和施用器载体41之间的连杆机构(linkage)35。连杆35可以包括一个、两个或多于两个的杆臂(lever arm)。连杆的一个、两个或多于两个的杆臂可以可枢转地附接到施用器载体。致动器33可以包括机器人、例如两轴机器人或三轴机器人。
致动器33可以是可操作的，使得当致动器33被操作时，施用器载体41的位置被改变，而施用器载体41的取向可以在施用器载体41在致动器33的作用下移位时保持不变。致动器33可操作以使其上设置有流体排出开口61的施用器载体41至少沿着第一方向101移位。致动器33可操作以使其上设置有流体排出开口61的施用器载体41沿着第二方向102移位，第二方向102可以是竖直方向。致动器33可操作以使其上设置有流体排出开口61的施用器载体41沿着第三方向103移位，第三方向103可以是横向于第一方向101的水平方向。
禽类疫苗接种系统30包括一个或多个控制电路36。控制电路36可以包括一个或多个集成电路(IC)36'。IC 36'可以包括处理器、控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)中的任何一个或任何组合，或者这些或其它集成电路的任何组合。控制电路36可操作以控制致动器33。控制电路36可操作以基于禽类100的至少一个图像来控制致动器。
为了说明，并且如将在下面更详细地解释的，控制电路36可以操作以-接收指示禽类100的三维(3D)表面轮廓或指示禽类的IR图像的图像数据，
-确定流体排出开口61撞击到禽类100上的目标位置，以及
-控制致动器33，使得流体排出开口61在目标位置处撞击禽类100，同时禽类100以由箭头104示意性指示的运输速度在第一方向101上连续移动。控制电路36可以响应于图像数据来控制致动器33，使得施用器载体41以取决于图像数据的变化速度运输，从而将流体排出开口61大致定位在目标位置。
禽类疫苗接种系统30可以包括用于图像数据采集的摄像装置50。摄像装置50可操作以捕获2D图像、3D图像(即，具有多个像素中的每一个的深度信息的图像)和/或红外(IR)图像。摄像装置50可以包括图像传感器51。图像传感器51可经由接口37联接到控制电路36。接口37可以是数据接口。接口37可以是有线或无线接口。
摄像装置50可以与支撑件31分开设置，或者可以安装在支撑件上。将摄像装置50与支撑件31分开设置提供增强的通用性。将摄像装置50安装在支撑件31上为用户提供了增强的便利性。
摄像装置50沿着第一方向101大致定位在施用器载体41的上游。也就是说，摄像装置50和施用器载体41被布置成使得禽类100在经过施用器载体41之前经过摄像装置50。
控制电路36可操作以响应于在接口37处接收的和/或从摄像装置50接收的图像数据来控制致动器33。摄像装置50和/或控制电路36可操作以后处理所捕获的图像数据。为了说明，3D表面轮廓数据可以从由图像传感器51捕获的图像数据导出。
图2示出了包括被实现为结构光3D摄像装置的摄像装置50的禽类处理系统。摄像装置50可以包括可操作以输出结构化光的投射器52。图像传感器51在禽类100被结构化光照射时捕获示出禽类100的一个或多个时序帧。投射器52可以包括光源54，光源54可以是激光光源。投射器52可以包括光学器件54以生成结构化光。光学器件54可以包括一个或多个扫描仪(诸如检流计扫描仪)、一个或多个光圈、一个或多个透镜和/或一个或多个分束器。
替代地，可以使用立体摄像装置来捕获3D图像数据。
如图2所示，投射器52可以输出可见光或红外光的三角形或扇形55的光。光的光线56可以照射在禽类100上，使得光线56根据禽类100的表面轮廓弯曲。当禽类100通过运送机构20移动经过光线56时，由图像传感器51以时间顺序方式捕获的多个图像帧可以示出被光线56投射在其上的禽类100。控制电路36可以根据从时序图像帧导出的3D图像信息来控制致动器33。
图3是方法70的流程图。方法70可以由禽类疫苗接种系统30自动执行。
在步骤71，执行图像数据采集。图像数据采集可以包括捕获3D和/或IR图像信息。图像数据采集可以包括使用结构光3D摄像装置捕获禽类的3D表面轮廓信息。
在步骤72，识别流体排出开口撞击在禽类上的目标位置。识别目标位置可以包括以下一项或多项：使用在步骤71采集的图像数据确定禽类100相对于保持禽类100的保持支架的位置和/或禽类100的生理特征；以及响应于禽类100相对于保持支架22的位置和/或禽类100的生理特征来识别流体排出开口的目标位置。
在步骤73，致动器33可以响应于在步骤72识别的目标位置而被控制。控制致动器33可以包括控制施用器载体41沿着第一方向101移位的速度。控制致动器33可以包括响应于在步骤72识别的目标位置来控制致动器33的马达的输出轴的旋转速度和/或控制伺服驱动器。
致动器33可以以这样的方式被控制，
-在流体排出开口61与禽类100接触之前，施用器载体41沿着第一方向101以取决于所采集的图像数据的速度分布(velocity profile)移位；
-在流体排出开口61与禽类100接触之后，施用器载体41沿着第一方向101以与所采集的图像数据无关并且等于运送机构20移动禽类100的运输速度的速度分布移位。
步骤71-73可以以反复的方式重复以接连地施用流体(例如，疫苗接种流体)。重复率可以相当高，例如，适应每小时至少1000只、至少2000只、至少3000只、至少4000只、至少5000只或至少6000只禽类的疫苗接种。
图4是示出禽类疫苗接种系统30的操作的示意图。3D图像数据或IR图像数据被处理以识别流体排出开口61将要撞击在禽类100上的目标位置105。具有流体排出开口61的流体输送装置60被移位，以实现施用器载体41相对于禽类100的相对移位，同时禽类100本身以运输速度104移动。致动器33响应于图像数据被控制，使得流体排出开口61在目标位置105处撞击禽类100。
具有流体排出开口61的流体输送装置60可以沿着第一方向101执行往复运动106，以在一旦疫苗接种完成后使流体输送装置60返回到初始位置。
图5是施用器载体41的时间相关速度的示意图。时间相关的速度可以被实施为(a)在第一时间区间75中相对于禽类100正确地定位流体排出开口61，(b)在第二时间区间76中使具有流体排出开口61的施用器载体41与禽类一起移位，以及(c)一旦流体施用(例如，疫苗接种)已经完成，在第三时间区间77内使施用器载体41返回到初始位置。
第一时间区间75中的速度分布取决于所采集的图像数据。为了说明，具有流体排出开口61的施用器载体41可能需要比禽类正在移动的行进速度Vt更快或更慢地移位，以便确保流体排出开口61以取决于禽类的位置和/或尺寸的方式定位，如由图像数据所反映的。
第二时间区间76中的速度可以是基本恒定的并且等于禽类被运送机构20移动的行进速度Vt。
第三时间区间77中的速度可以独立于图像数据，并且可以使施用器载体41在下一个操作循环开始之前返回到初始位置。
图6示出了从使用3D光线摄像装置50捕获的一系列图像帧导出的禽类的示例性表面轮廓数据78。表面轮廓数据78可以是点云，其中每个点表示禽类100的表面上的点。表面轮廓数据78可以用于识别以下中的一个或多个的位置：禽类100的胸部、禽类100的翅膀、禽类100的眼睛，以用于施用流体(例如，疫苗接种流体)。
图7至图9是禽类疫苗接种系统的局部视图。疫苗接种头40可操作以通过致动器33移位。疫苗接种头40包括施用器载体41和抵接构件42。抵接构件42具有一个或多个开口43，流体排出开口定位或可定位成适于通过所述一个或多个开口43将流体施用到禽类100。
当施用器载体41根据需要定位以施用流体时，抵接构件42和具有流体排出开口61的流体输送装置可以被主动地推靠在禽类100上。抵接构件42可具有被成形为抵接地接收禽类的身体的一部分(例如禽类100的胸部、翅膀或头部)的轮廓表面44。
抵接构件42可以可逆地可释放地附接到施用器载体41。禽类疫苗接种系统30可以包括一个或多个附加的抵接构件，所述附加的抵接构件全部可逆地可释放地可附接到施用器载体41。不同的抵接构件可以对应于禽类的不同尺寸、形状和/或身体部分，这取决于正在接种疫苗的禽类(例如，根据禽类的分级)和/或取决于将被施用流体的身体部分(例如，胸部、翅膀、眼睛)。
抵接构件42可以被布置成相对于施用器载体41可移位。抵接构件42可以沿着至少第三方向103相对于施用器载体41移位，第三方向103正交于第一方向101(禽类100沿着第一方向101移动经过禽类疫苗接种系统30)和第二方向102(其是竖直方向)。抵接构件42和/或施用器载体41可包括线性引导机构45，所述线性引导机构45可包括管状区段和配合地接收在管状区段中的杆。
禽类疫苗接种系统30可以包括将抵接构件42向休息位置偏压的一个或多个偏压构件46。对于流体施用，抵接构件42必须克服偏压构件46的偏压而移位。
流体输送组件62安装在施用器载体41上。流体输送组件62可以包括一个或多个注射器筒和/或一个或多个针，以用于施用流体。流体输送组件62可以经由悬架64安装在施用器载体41上。悬架64可以允许流体排出开口61相对于施用器载体41枢转，以更好地符合禽类的身体。悬架64可以允许流体排出开口61围绕第一枢转轴线65枢转，并且可选地围绕第二枢转轴线枢转。悬架64可以是万向悬架。
流体输送组件62可包括两个或多于两个流体排出开口(例如，超过两个针尖)。不同的流体排出开口中的每一个可操作以分配多个流体中的不同流体。
流体输送组件62可以包括用于接收和/或分配流体(例如疫苗接种流体)的连接器66。用于流体的储存器可以局部地设置在流体输送组件62中和/或与疫苗接种头40分开。连接器66中的不同连接器可与流体排出开口中的不同流体排出开口流体连通。
图10和图11是禽类疫苗接种系统30的透视图。禽类疫苗接种系统30可以包括一个或多个锁定机构39，用于将禽类疫苗接种系统30固定地锁定在靠近运送机构20的位置。
壳体38可以布置在支撑件31上，用于容纳各种电子部件，诸如控制电路36、接口37以及可选地摄像装置50的至少图像传感器51和/或结构光投射器52。
图12是禽类处理系统的视图。禽类处理系统包括运送机构20和禽类疫苗接种系统30。运送机构20包括保持支架22，保持支架22在禽类被运送机构20运输时保持禽类。诸如称重和/或分级单元的功能单元可以结合到运送机构20中。
运送机构20的计算机可以通信地联接到禽类疫苗接种系统10。信息、例如一只或多只禽类的重量可以从运送机构20的计算机传送到禽类疫苗接种系统的控制电路36，用于剂量调整或其它目的。关于疫苗接种的信息可以从疫苗接种系统10传送到运送机构20，用于例如分级或确定从运送机构20释放禽类的位置。
图13是运送机构20的保持支架的透视图。保持支架22可以如在例如WO 2017/125387A1中所描述进行配置和操作。保持支架22可包括主构件26和两个大致V形构件23、24。每个V形构件23、24具有顶点段25，顶点段25可操作以通过禽类的肩胛骨-肱骨关节接合禽类。V形构件23、24可以相对于主构件26移位，以接收和/或释放禽类。保持支架22可以具有用于接合运送机构20的运送器的接合区段27。
通过根据实施例的系统和方法获得各种效果和优点。所述系统和方法提供了用于将流体施用到禽类的流体排出开口的高效定位。流体、例如疫苗接种流体可以以高效的方式施用于禽类。当控制用于定位流体排出开口的致动器时，可以考虑禽类相对于其保持支架的位置的差异和/或禽类生理学的差异。致动器的控制可以以完全自动或至少部分自动的方式执行，从而提供高吞吐量和快速处理时间。
虽然实施例可以使用3D表面轮廓信息来执行流体施用系统中的控制操作，但是系统和方法可以处理IR图像以确定如何定位流体排出开口。
虽然实施例可以使用3D表面轮廓信息来执行流体施用系统中的控制操作，但是系统和方法可以基于2D或3D图像来执行特征提取，以确定如何定位流体排出开口。
虽然实施例可以与疫苗接种系统结合使用，但是系统和方法通常可以用于施用各种治疗性或非治疗性流体。
Claims (15)
1.一种禽类疫苗接种系统(30)，其能够操作以在禽类(100)被保持在运送机构(20)上并由运送机构(20)沿第一方向(101)运输的同时执行禽类(100)的疫苗接种，所述禽类疫苗接种系统(30)包括：
流体排出装置(60；62)，其包括流体排出开口(61)，所述流体排出开口(61)能够操作以将至少一个疫苗接种流体排出到所述禽类(100)；
至少一个致动器(33)，其能够操作以实现至少所述流体排出开口(61)的移位；
至少一个控制电路(36)，其能够操作以控制所述至少一个致动器(33)；以及
数据采集装置(37、50)，其能够操作以捕获保持在所述运送机构(20)上的所述禽类(100)的图像数据；
其中，所述至少一个控制电路(36)能够操作以控制所述至少一个致动器(33)，从而在所述禽类(100)被所述运送机构(20)移动的同时，基于所述图像数据来调节所述流体排出开口(61)相对于所述禽类(100)的位置，以执行所述疫苗接种。
2.根据权利要求1所述的禽类疫苗接种系统(30)，其中，所述至少一个控制电路(36)能够操作以基于所述图像数据调节所述流体排出开口(61)的位置，使得所述流体排出开口(61)在基于所述图像数据识别的目标位置(105)处撞击所述禽类(100)。
3.根据权利要求1或2所述的禽类疫苗接种系统(30)，其中，所述数据采集装置(37、50)包括2D摄像装置、3D摄像系统(51、52)或红外摄像装置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的禽类疫苗接种系统(30)，其中，所述数据采集装置(37、50)包括3D摄像系统(51、52)、特别是结构光成像系统。
5.根据前述权利要求中任一项所述的禽类疫苗接种系统(30)，其中，至少一个数据采集装置(37、50)包括投射器(52)和图像传感器(51)，所述投射器(52)能够操作以输出可见光或红外光的光线(56)，所述图像传感器(51)能够操作以捕获投射到所述禽类(100)上的所述光线的图像，
可选地，其中，所述图像传感器(51)能够操作以在所述运送机构(20)使所述禽类(100)移动穿过所述可见光或红外光的光线(56)时捕获一系列帧，进一步可选地，其中，所述至少一个控制电路(36)能够操作以基于所述一系列帧中的多个按时间顺序捕获的帧来控制所述至少一个致动器(33)，和/或
可选地，其中，所述可见光或红外光的光线(56)沿所述第一方向(101)定位在所述流体排出装置(60；62)的上游。
6.根据前述权利要求中任一项所述的禽类疫苗接种系统(30)，其中，所述数据采集装置(37、50)或所述至少一个控制电路(36)包括至少一个集成电路，所述至少一个集成电路能够操作以计算所述禽类(100)的表面轮廓数据(78)，其中，所述至少一个控制电路(36)能够操作以基于所述表面轮廓数据(78)控制所述至少一个致动器(33)，可选地，所述表面轮廓数据(78)包括3D表面轮廓数据和/或所述表面轮廓数据(78)包括点云。
7.根据前述权利要求中任一项所述的禽类疫苗接种系统(30)，其中，所述至少一个控制电路(36)能够操作以控制所述至少一个致动器(33)以至少沿着所述第一方向(101)调节所述流体排出开口(61)相对于所述禽类(100)的位置，可选地沿着第一方向(101)和与第一方向(101)正交的第二方向(102、103)调节所述流体排出开口(61)相对于所述禽类(100)的位置。
8.根据前述权利要求中任一项所述的禽类疫苗接种系统(30)，其中，所述运送机构(20)能够操作以使所述禽类(100)以运输速度沿所述第一方向(101)移动，并且所述至少一个控制电路(36)能够操作以控制所述至少一个致动器(33)，
使得在所述流体排出开口(61)撞击所述禽类(100)之前，所述流体排出开口(61)以不同于所述运输速度的一个或多个第一速度沿着所述第一方向(101)移位，所述一个或多个第一速度取决于所述图像数据，和/或
使得在所述至少一个疫苗接种流体经由所述流体排出开口(61)排出时，所述流体排出开口(61)以等于所述运输速度的第二速度沿着所述第一方向(101)移位。
9.根据前述权利要求中任一项所述的禽类疫苗接种系统(30)，其中，所述禽类疫苗接种系统(30)还包括支撑件(31)和可移动地安装在所述支撑件(31)上的施用器载体(41)，其中，所述至少一个致动器(33)能够操作以使所述施用器载体(41)相对于所述支撑件(31)移位，以使所述流体排出开口(61)移位。
10.根据权利要求9所述的禽类疫苗接种系统(30)，其中，所述流体输送装置被安装成使得所述流体排出开口(61)能够相对于所述施用器载体(41)移位，可选地，其中，所述流体输送装置可移位地安装在所述施用器载体(41)上，进一步可选地，其中，所述流体排出开口(61)被布置成适于相对于所述施用器载体(41)枢转运动和/或平移运动。
11.根据权利要求9或10所述的禽类疫苗接种系统(30)，其中，所述禽类疫苗接种系统(30)还包括所述流体输送装置与所述施用器载体(41)之间的悬架(46)、特别是万向悬架(46)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的禽类疫苗接种系统(30)，其中，所述禽类疫苗接种系统(30)还包括抵接构件(42)，所述抵接构件(42)能够操作以用于抵接在所述禽类(100)上，所述抵接构件(42)包括开口，所述流体排出开口(61)定位或能够定位成穿过所述开口从而执行所述疫苗接种，
可选地，其中，所述抵接构件(42)和/或所述施用器载体(41)包括用于将所述抵接构件(42)可逆地可释放地附接到所述施用器载体(41)的联接机构(45、46)，和/或
可选地，其中，所述抵接构件(42)包括至少一个附加开口，至少一个附加流体排出开口定位或能够定位成穿过所述至少一个附加开口。
13.根据前述权利要求中任一项所述的禽类疫苗接种系统(30)，其中，所述禽类疫苗接种系统(30)能够操作以在禽类(100)通过其肩胛-肱骨关节被保持在运送机构(20)上时执行以下中的一个或多个：
胸部疫苗接种，
翅膀疫苗接种，
眼睛疫苗接种。
14.一种禽类(100)处理系统，其包括：
运送机构(20)，其能够操作以运输禽类(100)；以及
用于对所述禽类(100)进行疫苗接种的根据前述权利要求中任一项所述的禽类疫苗接种系统(30)，
可选地，其中，所述运送机构(20)包括能够操作以保持所述禽类(100)的保持支架(22)，所述至少一个控制电路(36)能够操作以确定所述禽类(100)相对于所述保持支架(22)的位置和/或所述禽类(100)的生理特征，以基于所述禽类(100)相对于所述保持支架(22)的位置和/或基于所述禽类(100)的生理特征来确定所述流体排出开口(61)的目标位置，并且基于所述目标位置(105)控制所述至少一个致动器(33)，
进一步可选地，其中，所述保持支架(22)能够操作以通过禽类(100)的肩胛-肱骨关节保持所述禽类(100)。
15.一种控制禽类疫苗接种系统(30)的至少一个致动器(33)的方法，所述禽类疫苗接种系统(30)包括流体排出装置(60；62)以及至少一个致动器(33)，所述流体排出装置(60；62)包括用于将至少一个疫苗接种流体排出到禽类(100)的流体排出开口(61)，所述至少一个致动器(33)能够操作以实现至少所述流体排出开口(61)的移位，所述方法包括：
通过至少一个控制电路(36)从数据采集装置(37、50)接收所述禽类(100)的图像数据；以及
通过所述至少一个控制电路(36)控制所述至少一个致动器(33)，以在执行所述疫苗接种之前并且在所述禽类(100)被运送机构(20)移动的同时基于所述图像数据相对于所述禽类(100)定位所述流体排出开口(61)。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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