-
Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Untersuchung von Vogeleiern.
-
Eine frühzeitig Beurteilung von Vogeleiern in Form von Bruteiern im Brutprozess ist insbesondere für die kommerzielle Geflügelproduktion von großer Bedeutung. Dabei ist unter anderem auch der Entwicklungszustand und eine Bestimmung des Geschlechts des befruchteten Vogeleis als Brutei unter Beachtung des Tierschutzes von großem Interesse.
-
Durch die Druckschrift
DE 10 2007 013 107 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung des Geschlechts von Vögeln offenbart, wobei ein DNA-relevantes Zellmaterial aus dem Schaft einer jungen Feder des Vorgels untersucht wird. Ein durch Bestrahlung mit Licht entstehendes Spektrum wird mit Referenzspektren verglichen, so dass eine Geschlechtszuordnung des Vogels getroffen werden kann.
-
Durch die Druckschrift
DE 10 2010 006 161 B3 ist eine Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Geschlechts von befruchteten und nicht bebrüteten Vogeleiern bekannt, wobei ein Ei eine feste Eischale, ein von der Eischale und weiteren Eihüllen umgebenes Eidotter und eine dem Eidotter zugeordnete Keimscheibe aufweist. Dabei wird eine Sonde zur Messung eines Spektrums durch ein Loch in der Eischale hindurch in Richtung zur Keimscheibe mit Keimscheibenzellen geführt. Mit der Sonde werden die Keimscheibenzellen spektroskopisch untersucht und das Spektrum klassifiziert. Zur Bestimmung des Geschlechts ist ein nicht unerheblicher Aufwand notwendig, wobei die Eischale gelocht werden muss.
-
Die Druckschrift
EP 2 336 751 B1 zeigt ein Verfahren zur Bestimmung des Geschlechts an Vogeleiern, wobei mit einer Strahlungsquelle elektromagnetische Strahlung auf die Keimscheibe eines unbebrüteten Eies emittiert und nach dem Abschalten der Strahlungsquelle am bestrahlten Bereich der Keimscheibe das Abklingverhalten der durch die elektromagnetische Strahlung angeregten Eigenfluoreszenzintensität zeit- und spektralaufgelöst für mindestens eine Wellenlänge der Eigenfluoreszenz mit einem Detektor erfasst wird. Daraus wird das jeweilige Ei als weiblich oder männlich eingestuft.
-
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vorhandensein von Embryonen in Vogeleiern zu ermitteln und das Geschlecht und/oder Anomalien der Embryonen zu bestimmen.
-
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
-
Die Einrichtungen zur Untersuchung von Vogeleiern zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass ein Vorhandensein von Embryonen in Vogeleiern ermittelbar und das Geschlecht und/oder Anomalien der Embryonen bestimmbar sind.
-
Dazu ist wenigstens ein Träger mit beabstandet zueinander angeordneten Vogeleiern zwischen wenigstens einer Quelle für elektromagnetische Wellen und einer Farbkamera und/oder einer Hyperspektralkamera angeordnet. Der Träger besitzt Ausschnitte zur Platzierung der Vogeleier und lichtdichten Ankopplung der Quelle für elektromagnetische Wellen und damit der elektromagnetischen Wellen. Zwischen den Vogeleiern befinden sich Trennwände. Weiterhin sind die Quelle für elektromagnetische Wellen und die Farbkamera und/oder die Hyperspektralkamera mit einem Datenverarbeitungssystem verbunden, welches aus dem Abbild der Farbkamera und/oder den von der Hyperspektralkamera aufgenommenen Transmissionsspektren jeweils als Merkmal
- - ein Vorhandensein eines Embryos,
- - ein Nichtvorhandensein eines Embryos,
- - ein Vorhandensein einer Anomalie eines Embryos,
- - ein Vorhandensein wenigstens eines Pigmentfarbstoffes bei einem weiblichen Embryo,
- - ein Nichtvorhandensein wenigstens eines Pigmentfarbstoffes bei einem männlichen Embryo,
- - ein Vorhandensein wenigstens eines anatomischen Merkmals bei einem weiblichen Embryo,
- - ein Nichtvorhandensein wenigstens eines anatomischen Merkmals, welches ein weibliches Embryo aufweist, bei einem männlichen Embryo,
- - ein Vorhandensein eines dem jeweiligen Geschlecht zuordenbaren stoffwechselbedingten Merkmals
oder
- - eine Kombination dieser Merkmale
ermittelt und dem Embryo und damit dem jeweiligen Vogelei zuordnet.
-
Einrichtungen zur Untersuchung von Vogeleiern können in einer ersten Ausführungsform die Farbkamera oder in einer zweiten Ausführungsform die Hyperspektralkamera oder in einer dritten Ausführungsform die Farbkamera und die Hyperspektralkamera besitzen. Bei der dritten Ausführungsform können sich die Farbkamera und die Hyperspektralkamera nebeneinander befinden. Weiterhin kann eine Quelle für elektromagnetische Wellen für beide Kameras oder können zwei Quellen für elektromagnetische Wellen für jeweils eine der Kameras angeordnet sein.
-
Die Einrichtung eignet sich vorteilhafterweise zur umfassenden Untersuchung von Vogeleiern. Neben der Pigmentierung der Eischale ist insbesondere das Vorhandensein von Embryonen mittels der Farbkamera bestimmbar. Weiterhin sind ein Vorhandensein typischer Pigmentfarbstoffe bei weiblichen Embryonen und ein Nichtvorhandensein typischer Pigmentfarbstoffe bei männlichen Embryonen ermittelbar, so dass Rückschlüsse auf das jeweilige Geschlecht möglich sind. Weiterhin sind Daten zur Position der Vogeleier während der Untersuchung erfassbar. Gleichzeitig ist eine eventuelle Verschmutzung detektierbar. Die Pigmentierung der Eischale und/oder eine eventuelle Verschmutzung können vorteilhafterweise als Korrekturwert oder Korrekturwerte der Transmissionsspektren der Hyperspektralkamera eingesetzt werden. Darüber hinaus sind auch nicht intakte Kalkschalen der Vogeleier feststellbar.
-
Insbesondere mit den Transmissionsspektren der Hyperspektralkamera sind
- - ein Vorhandensein einer Anomalie eines Embryos im Vergleich zu Embryonen gleichen Alters ohne Anomalie und/oder
- - ein Vorhandensein wenigstens eines das Geschlecht bestimmenden Pigmentfarbstoffes und/oder
- - ein Vorhandensein wenigstens eines geschlechtsspezifischen anatomischen Merkmals und/oder
- - ein Vorhandensein eines dem jeweiligen Geschlecht zuordenbaren stoffwechselbedingten Merkmals bestimmbar. Ein Nichtvorhandesein des
Pigmentfarbstoffes oder des Merkmals betrifft dann das andere Geschlecht.
-
Die Vogeleier können insbesondere bebrütete Hühnereier sein.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 2 bis 11 angegeben.
-
Die Trennwände auf dem Träger sind insbesondere zur Begrenzung jeweils eines Vogeleies rohrförmig angeordnete Trennwände.
-
Die elektromagnetischen Wellen können Wellenlängen im Bereich jeweils einschließlich von 300 nm bis 1.000 nm besitzen.
-
Das Datenverarbeitungssystem ist optional ein die Transmissionsspektren nach dem mittleren Spektrum oder mehreren Einzelspektren klassifizierendes Datenverarbeitungssystem, wobei jedes Spektrum durch n Werte im Bereich jeweils einschließlich von 300 nm bis 1.000 nm gekennzeichnet ist.
-
Das Datenverarbeitungssystem ist in einer Ausführungsform ein die Transmissionsspektren des Embryos jeweils wenigstens
- - einem die Geschlechter von Embryonen und/oder
- - einem Embryo ohne Anomalie und/oder
- - einem Embryo mit wenigstens einer Anomalie
repräsentierendem Modell oder repräsentierenden Modellen auf Basis wählbarer Merkmale zuordnendes und so das Geschlecht und/oder eine vorhandene Anomalie des Embryos erkennendes Datenverarbeitungssystem. Das Modell ist dabei
- - ein parametrisches Modell, beispielsweise durch Diskriminanzanalyse oder mit Verwendung eines Naive-Bayes-Klassifikators,
- - ein Modell auf Basis einer nichtparametrischen Methode, beispielsweise mit Verwendung eines Nächste-Nachbarn-Klasifikators,
- - ein Modell aus einem neuronalen Netz, beispielsweise eines Perzeptron oder eines radialen Basisfunktionsnetzes, oder
- - eine Kombination aus mehreren dieser Modelle, beispielsweise mit Verwendung eines Boosting-Verfahrens.
-
Das Datenverarbeitungssystem ist in einer Ausführungsform ein die Transmissionsspektren des Embryos wenigstens einem
- - die Geschlechter von Embryonen und/oder
- - Embryonen ohne Anomalien und mit wenigstens einer Anomalie enthaltenem Modell zuordnendes Datenverarbeitungssystem. Das Datenverarbeitungssystem ist dazu ein mit Einbeziehung der Merkmale des aktuellen Transmissionsspektrums des Embryos ein neues
- - parametrisches Modell, beispielsweise durch Diskriminanzanalyse oder mit Verwendung eines Naive-Bayes-Klassifikators,
- - Modell auf Basis einer nichtparametrischen Methode, beispielsweise mit Verwendung eines Nächste-Nachbarn-Klasifikators,
- - Modell aus einem neuronalen Netz, beispielsweise eines Perzeptron oder eines radialen Basisfunktionsnetzes, oder
- - Modell aus einer Kombination mehrerer dieser Modelle, beispielsweise mit Verwendung eines Boosting-Verfahrens,
erstellendes Datenverarbeitungssystem.
-
Das Datenverarbeitungssystem ist optional ein die Abbilder der Farbkamera nach dem mittleren Farbwert klassifizierendes Datenverarbeitungssystem. Das kann entsprechend des RGB- oder des HSV-Farbraum erfolgen. Der RGB-Farbraum ist bekannterweise ein additiver Farbraum, der das additive Mischen dreier Grundfarben (R-Rot, G-Grün, B-Blau) nachbildet. Beim HSV-Farbraum ist bekannterweise der Farbort einer Farbe mit den Koordinaten Farbwert (hue), Farbsättigung (saturation) und Hellwert (value) definiert.
-
Das Datenverarbeitungssystem ist in einer Ausführungsform ein das Abbild des Embryos der Farbkamera
- - einem das Vorhandensein einer Anomalie eines Embryos im Vergleich zu Embryonen gleichen Alters ohne Anomalie und/oder
- - einem das Vorhandensein wenigstens eines bestimmten Pigmentfarbstoffes bei weiblichen Embryonen und/oder
- - einem das Nichtvorhandensein wenigstens eines bestimmten Pigmentfarbstoffes bei männlichen Embryonen
repräsentierendem Modell oder repräsentierenden Modellen auf Basis wählbarer Merkmale zuordnendes und so eine vorhandene Anomalie und/oder das Geschlecht des Embryos erkennendes Datenverarbeitungssystem. Das Modell ist dabei
- - ein parametrisches Modell, beispielsweise durch Diskriminanzanalyse oder mit Verwendung eines Naive-Bayes-Klassifikators,
- - ein Modell auf Basis einer nichtparametrischen Methode, beispielsweise mit Verwendung eines Nächste-Nachbarn-Klasifikators,
- - ein Modell aus einem neuronalen Netz, beispielsweise eines Perzeptron oder eines radialen Basisfunktionsnetzes, oder
- - eine Kombination aus mehreren dieser Modelle, beispielsweise mit Verwendung eines Boosting-Verfahrens.
-
Das Datenverarbeitungssystem einer Ausführungsform ist ein das Abbild des Embryos der Farbkamera wenigstens einem die Geschlechter von Embryonen und/oder Embryonen ohne Anomalien und mit wenigstens einer Anomalie enthaltenem Modell zuordnendes Datenverarbeitungssystem. Mit Einbeziehung der Merkmale des aktuellen Abbilds des Embryos ist das Datenverarbeitungssystem ein ein neues
- - parametrisches Modell, beispielsweise durch Diskriminanzanalyse oder mit Verwendung eines Naive-Bayes-Klassifikators,
- - Modell auf Basis einer nichtparametrischen Methode, beispielsweise mit Verwendung eines Nächste-Nachbarn-Klasifikators,
- - Modell aus einem neuronalen Netz, beispielsweise eines Perzeptron oder eines radialen Basisfunktionsnetzes, oder
- - Modell aus einer Kombination mehrerer dieser Modelle, beispielsweise mit Verwendung eines Boosting-Verfahrens,
erstellendes Datenverarbeitungssystem.
-
In Transportrichtung nach der Einrichtung zur Untersuchung von Vogeleiern ist optional wenigstens eine mindestens ein Vogelei transportierende Vorrichtung angeordnet, die das jeweilige Vogelei entsprechend des Ergebnisses der Untersuchung zugeordneten Aufnahme zuführt. Weiterhin sind die Einrichtung zur Untersuchung von Vogeleiern und die Vorrichtung zum Transport des Vogeleies mit dem Datenverarbeitungssystem verbunden, so dass die Einrichtung zur Untersuchung von Vogeleiern, die das Vogelei transportierende Vorrichtung und das Datenverarbeitungssystem eine Einrichtung zur Bewertung und Sortierung von Vogeleiern nach dem jeweiligen Embryo ist.
-
Der Träger ist optional ein durchgängiges oder aus einzelnen Segmenten bestehendes Transportband mit den Trennwänden, welches weiterhin wenigstens im Bereich des Vogeleies eine Öffnung besitzt oder wenigstens im Bereich des Vogeleies aus einem für die elektromagnetischen Wellen transparenten Material besteht.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
-
Es zeigen:
- 1 eine Einrichtung zur Untersuchung von Vogeleiern,
- 2 eine Einrichtung zur kontinuierlichen Untersuchung von Vogeleiern und
- 3 eine Einrichtung zur Untersuchung von Vogeleiern mit einer Sortierung der Vogeleier.
-
Eine Einrichtung zur Untersuchung von Vogeleiern 1 besteht im Wesentlichen aus wenigstens einem Träger 2 mit beabstandet zueinander angeordneten Vogeleiern 1, einem Datenverarbeitungssystem 3, wenigstens einer Quelle 4 für elektromagnetische Wellen und einer Farbkamera 5 oder einer Hyperspektralkamera 6 oder einer Farbkamera 5 und einer Hyperspektralkamera 6.
-
Die 1 zeigt eine Einrichtung zur Untersuchung von Vogeleiern 1 mit einer Farbkamera 5 und einer Hyperspektralkamera 6 in einer prinzipiellen Darstellung.
-
Zur Untersuchung von Vogeleiern 1 sind auf dem Träger 2 Vogeleier 1 beabstandet zueinander angeordnet. Der Träger 2 besitzt dazu Ausschnitte zur Platzierung der Vogeleier 1 und lichtdichten Ankopplung elektromagnetischer Wellen. Zwischen den Vogeleiern 1 befinden sich Trennwände 7. Der Träger 2 ist zur Untersuchung zwischen der Quelle 4 für elektromagnetische Wellen mit Wellenlängen im Bereich jeweils einschließlich von 300 nm bis 1.000 nm und der Farbkamera 5 und zwischen der Quelle 4 für elektromagnetische Wellen und der Hyperspektralkamera 6 angeordnet. Damit werden Vogeleier 1 einer ersten Gruppe mit der Farbkamera 5 und nach einem Weitertransport mit der Hyperspektralkamera 6 aufgenommen. Eine zweite Gruppe von Vogeleiern kann mit nach dem Weitertransport der ersten Gruppe so wieder mit der Farbkamera 5 aufgenommen werden. Damit kann eine kontinuierliche Untersuchung von Vogeleiern 1 gewährleistet werden, die sich so beispielsweise auf einem endlosen Transportband als Träger befinden können. Natürlich können auch Träger 2 für jeweils eine Gruppe von Vogeleiern 1 vorgesehen sein. Die Farbkamera 5 und die Hyperspektralkamera 6 sind mit dem Datenverarbeitungssystem 3 verbunden.
-
Die 2 zeigt eine Einrichtung zur kontinuierlichen Untersuchung von Vogeleiern 1 in einer prinzipiellen Darstellung.
-
In Transportrichtung nach der Einrichtung zur Untersuchung von Vogeleiern 1 ist in einer Ausführungsform wenigstens eine mindestens ein Vogelei 1 transportierende Vorrichtung als ein Bestandteil einer Einrichtung 8 zur Sortierung von Vogeleiern 1 angeordnet, die das jeweilige Vogelei 1 entsprechend des Ergebnisses der Untersuchung und damit der Eigenschaft einer der Eigenschaft zugeordneten Aufnahme zuführt. Der Träger 2 kann dazu ein durchgängiges oder aus einzelnen Segmenten bestehendes Transportband 2 mit den Trennwänden 7 sein. Das Transportband 2 besitzt wenigstens im Bereich eines Vogeleis 1 eine Öffnung oder besteht wenigstens im Bereich des Vogeleies 1 aus einem für die elektromagnetischen Wellen transparenten Material. Dem Transportband 2 ist eine Vogeleier 1 zuführende Einrichtung 9 vorgeordnet, die als Förderband in nacheinander angeordneten Reihen angeordnete Eihalter besitzen kann. Das Förderband und das als Förderband ausgebildete Transportband 2 sind so zueinander positioniert, dass die Vogeleier 1 von der zuführenden Einrichtung 9 mit einer Vorrichtung abgehoben und auf das als Förderband ausgebildete Transportband 2 in die mittels Trennwänden 7 ausgebildeten Kammern überführt werden. Die Antriebe der Förderbänder und die Antriebe der Vogeleier 1 transportierenden Vorrichtungen sind mit dem Datenverarbeitungssystem 3 verbunden.
-
Die 3 zeigt eine Einrichtung zur Untersuchung von Vogeleiern 1 mit einer Einrichtung 8 zur Sortierung der Vogeleier 1 in einer prinzipiellen Draufsicht.
-
Der Einrichtung 9 zur Zuführung von Vogeleiern 1 und der Einrichtung zur Untersuchung von Vogeleiern 1 mit der Farbkamera 5 und der Hyperspektralkamera 6 ist die Einrichtung 8 zur Sortierung entsprechend des Vorhandenseins keiner Embryonen, des Geschlechts der Embryonen oder von Anomalien der Embryonen im Vogelei 1 nachgeordnet. Diese weist eine Vogeleier 1 entsprechend ihrer so ermittelten Eigenschaften transportierende Vorrichtung auf. Die so identifizierten Vogeleier 1 können mit weiteren Transporteinrichtungen, die damit Vogeleier 1 gleicher Eigenschaften aufweisen, entsprechenden Stationen 10, 11, 12 zugeführt werden. Diese können eine Station 10 für weibliche sich entwickelnde Embryonen in Vogeleiern 1, eine Station 11 für männliche sich entwickelnde Embryonen in Vogeleiern und eine Station 12 für kein Embryo enthaltende Vogeleier 1, Vogeleier 1 mit abgestorbenen Embryonen und Vogeleier 1 mit Anomalien sein.
-
Das Datenverarbeitungssystem 3 ist ein aus dem Abbild der Farbkamera und/oder den von der Hyperspektralkamera aufgenommenen Transmissionsspektren jeweils als Merkmal
- - ein Vorhandensein eines Embryos,
- - ein Nichtvorhandensein eines Embryos,
- - ein Vorhandensein einer Anomalie eines Embryos im Vergleich zu Embryonen gleichen Alters ohne Anomalie,
- - ein Vorhandensein wenigstens eines Pigmentfarbstoffes bei einem weiblichen Embryo,
- - ein Nichtvorhandensein wenigstens eines Pigmentfarbstoffes bei einem männlichen Embryo,
- - ein Vorhandensein wenigstens eines anatomischen Merkmals bei einem weiblichen Embryo,
- - ein Nichtvorhandensein wenigstens eines anatomischen Merkmals, welches ein weibliches Embryo aufweist, bei einem männlichen Embryo,
- - ein Vorhandensein eines dem jeweiligen Geschlecht zuordenbaren stoffwechselbedingten Merkmals
oder eine Kombination dieser Merkmale ermittelndes und dem jeweiligen Vogelei 1 zuordnendes Datenverarbeitungssystem 3.
-
Dazu ist das Datenverarbeitungssystem 3 ein die Transmissionsspektren des Embryos jeweils wenigstens einem die Geschlechter von Embryonen und/oder
- - einem Embryo ohne Anomalie und/oder einem Embryo mit wenigstens einer Anomalie repräsentierendem Modell oder repräsentierenden Modellen auf Basis wählbarer Merkmale zuordnendes und so das Geschlecht und/oder eine vorhandene Anomalie des Embryos erkennendes Datenverarbeitungssystem 3, wobei das Modell ein parametrisches Modell, ein Modell auf Basis einer nichtparametrischen Methode, ein Modell aus einem neuronalen Netz oder eine Kombination aus mehreren dieser Modelle ist.
-
Weiterhin ist das Datenverarbeitungssystem 3 ein das Abbild des Embryos der Farbkamera
- - einem das Vorhandensein einer Anomalie eines Embryos und/oder
- - einem das Vorhandensein bestimmter Pigmentfarbstoffe bei weiblichen Embryonen und/oder
- - einem das Nichtvorhandensein bestimmter Pigmentfarbstoffe bei männlichen Embryonen
repräsentierendem Modell oder repräsentierenden Modellen auf Basis wählbarer Merkmale zuordnendes und so eine vorhandene Anomalie und/oder das Geschlecht des Embryos erkennendes Datenverarbeitungssystem 3,
wobei das Modell ein parametrisches Modell, ein Modell auf Basis einer nichtparametrischen Methode, ein Modell aus einem neuronalen Netz oder eine Kombination aus mehreren dieser Modelle ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102007013107 A1 [0003]
- DE 102010006161 B3 [0004]
- EP 2336751 B1 [0005]
