FR3040871A1 - METHOD FOR DETECTING AND REPORTING THE PREPARATORY FALLING PHASE OF AN ANIMAL, DEVICE, RECORDING MEDIUM, AND CORRESPONDING COMPUTER PROGRAM PRODUCT - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas d'un animal de la famille des bovins ou de la famille des équidés. Selon l'invention, un tel procédé comprend les étapes de : - mesure des composantes de l'accélération d'une portion de la queue dudit animal selon trois axes orthogonaux ; - traitement desdites mesures destiné à détecter une occurrence de ladite phase préparatoire comprenant une détermination d'au moins deux données parmi : - donnée Q représentative d'une position levée ou abaissée de la queue; - donnée A représentative de l'activité ; - donnée C représentative de l'occurrence d'une crise de colique ; - donnée T représentative de l'occurrence de contractions ; - donnée TR représentative de l'occurrence d'un piétinement, et une classification automatique binaire de l'état dudit animal entre un état de préparation de la mise-bas et un état non-préparatoire, à partir desdites données Q, A, C, T et/ou TR ; - génération d'un signal d'alerte lorsque le résultat de ladite classification automatique binaire est un état de préparation de la mise-bas.The invention relates to a method for detecting and reporting the preparatory phase of farrowing of an animal of the family of cattle or the family of equines. According to the invention, such a method comprises the steps of: measuring the components of the acceleration of a portion of the tail of said animal along three orthogonal axes; processing said measurements for detecting an occurrence of said preparatory phase comprising a determination of at least two data among: Q data representative of a raised or lowered position of the tail; - data A representative of the activity; - C data representative of the occurrence of a colic crisis; - T representative of the occurrence of contractions; TR representative of the occurrence of a trampling, and a binary automatic classification of the state of said animal between a preparation state of the farrowing and a non-preparatory state, from said data Q, A, C , T and / or TR; - Generating an alert signal when the result of said automatic binary classification is a preparation state of the farrowing.
Description
Procédé de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas d'un animal, dispositif, support d'enregistrement et produit programme d'ordinateur correspondants 1. Domaine de l'inventionMethod for detecting and signaling the preparatory phase of animal birthing, device, recording medium and corresponding computer program product 1. Field of the invention
Le domaine de l'invention est celui de l'agriculture, et en particulier de la surveillance des bovins et des équidés.The field of the invention is that of agriculture, and in particular the monitoring of cattle and equines.
Plus précisément, l'invention concerne un procédé et un dispositif de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas d'un animal de la famille des bovins ou des équidés. L'invention permet par ailleurs de discriminer si la mise-bas est susceptible de se dérouler sans difficulté ou non. 2. Etat de la techniqueMore specifically, the invention relates to a method and a device for detecting and reporting the preparatory phase of farrowing of an animal of the family of cattle or equines. The invention also makes it possible to discriminate whether the farrowing is likely to proceed without difficulty or not. 2. State of the art
Il est bien connu que, sans intervention humaine, une partie des vaches ou des juments perdent leur nouveau-né à l'occasion de la mise-bas.It is well known that, without human intervention, some of the cows or mares lose their newborns on the occasion of parturition.
Il est donc nécessaire pour un éleveur d'exercer, de jour et de nuit, une surveillance des animaux arrivés à terme, afin de pouvoir intervenir si besoin lors de la parturition pour tenter de sauver le nouveau-né ou de réduire les complications post-partum.It is therefore necessary for a breeder to exercise, day and night, a surveillance of the animals that have come to an end, in order to be able to intervene if necessary during the parturition to try to save the newborn or to reduce the post-natal complications. partum.
Il est par ailleurs courant d'effectuer plusieurs saillies simultanément au sein d'un même cheptel, ce qui complique la tâche de surveillance de l'éleveur dans la mesure où les vêlages ou les poulinages vont se produire sur une même période.It is also common to perform several projections simultaneously within the same herd, which complicates the task of monitoring the breeder insofar as calving or foaling will occur over the same period.
Afin d'éviter à un éleveur de devoir rester mobilisé en permanence aussi bien de jour que de nuit, et pour lui permettre de se reposer lors de la période de vêlage ou de poulinage, on a proposé différentes techniques.In order to prevent a farmer from having to remain permanently mobilized both during the day and at night, and to allow him to rest during calving or foaling, various techniques have been proposed.
On connaît des techniques de détection de vêlage consistant à introduire des capteurs mesurant la température, la pression et/ou l'acidité à l'intérieur de l'appareil génital d'une vache afin d'identifier l'imminence de la mise-bas. Une de ces techniques consiste par exemple à introduire un thermomètre dans le canal vaginal de l'animal qui sera expulsé avec la poche des eaux.Calving detection techniques are known to introduce sensors measuring temperature, pressure and / or acidity within the reproductive tract of a cow to identify the imminence of the farrowing . One of these techniques is for example to introduce a thermometer into the vaginal canal of the animal that will be expelled with the water bag.
Un inconvénient de ces techniques intrusives est que l'introduction et le positionnement des capteurs dans l'appareil génital de la vache est délicat, et qu'il est une source d'infection et/ou d'irritation pour ce dernier.A disadvantage of these intrusive techniques is that the introduction and positioning of the sensors in the genital tract of the cow is delicate, and that it is a source of infection and / or irritation for the latter.
Un autre inconvénient de ces techniques intrusives est que des modifications métaboliques normales de l'animal dues à son activité peuvent entraîner le déclenchement de fausses alertes.Another disadvantage of these intrusive techniques is that normal metabolic changes in the animal due to its activity can trigger false alarms.
Encore un inconvénient de ces techniques intrusives est qu'elles sont coûteuses à mettre en oeuvre.Yet another disadvantage of these intrusive techniques is that they are expensive to implement.
On a également proposé de fixer un indinomètre à mercure ou à bille sur la queue d'une vache ou d'une jument, qui va déclencher une alarme à l'approche de la mise-bas, lorsque la queue de l'animal reste relevée.It has also been proposed to fix a mercury or ball indinometer on the tail of a cow or mare, which will trigger an alarm when approaching the farrowing, when the tail of the animal remains raised. .
Un inconvénient de cette technique est qu'elle pose des problèmes de fiabilité. En effet, on constate que des alertes peuvent se déclencher de façon intempestives, par exemple lorsque l'animal change de position ou se couche.A disadvantage of this technique is that it raises reliability issues. Indeed, it is found that alerts can be triggered untimely, for example when the animal changes position or goes to bed.
On a également proposé de sangler la taille d'une vache avec une ceinture qui mesure l'activité utérine de l'animale et émet une alarme lorsque la fréquence des contractions augmente.It has also been proposed to strap the size of a cow with a belt that measures the uterine activity of the animal and sounds an alarm when the frequency of contractions increases.
Cette technique présente plusieurs inconvénients : la ceinture présente un danger pour l'animal si elle est trop serrée. Elle ne doit cependant pas être trop lâche au risque de ne pas fonctionner correctement, ce qui impose de la resserrer toutes les 3 à 4 heures. En outre cette technique est onéreuse et ne permet pas dans certains cas de distinguer les déformations dues au travail de l'animal d'autres déformations résultant d'une activité normale de l'animal pour manger ou se déplacer.This technique has several disadvantages: the belt presents a danger for the animal if it is too tight. However, it should not be too loose, as it may not work properly, requiring tightening every 3 to 4 hours. In addition this technique is expensive and does not allow in certain cases to distinguish the deformations due to the work of the animal other deformations resulting from a normal activity of the animal to eat or move.
On connaît également du document WO-A1-2013/186235 une technique de détection de l'imminence d'une mise-bas mettant un accéléromètre fixé sur la queue d'une vache, afin d'estimer l'activité globale de l'animal à partir des mesures de l'accélération.Document WO-A1-2013 / 186235 also discloses a technique for detecting the imminence of a farrowing putting an accelerometer fixed on the tail of a cow, in order to estimate the overall activity of the animal. from the measurements of the acceleration.
Un inconvénient de cette technique connue, qui consiste à comparer la seule activité globale à un seuil pour détecter si l'animal est sur le point de mettre-bas, est qu'elle n'est pas suffisamment précise pour détecter l'imminence de la mise-bas chez plus de 50 à 60% des animaux. 3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l'état de la technique cités ci-dessus.A disadvantage of this known technique, which consists in comparing the sole global activity to a threshold for detecting if the animal is about to be set, is that it is not sufficiently precise to detect the imminence of the disease. birthing in more than 50 to 60% of animals. 3. OBJECTIVES OF THE INVENTION The invention aims in particular to overcome the disadvantages of the state of the art cited above.
Plus précisément l'invention a pour objectif de fournir une technique de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas d'un animal qui soit fiable. L'invention a notamment pour objectif, dans au moins un mode de réalisation particulier de l'invention, de proposer une telle technique de détection et de signalement qui présente un taux de détection de la phase préparatoire de mise-bas au moins égal à 80% et avantageusement supérieur à 85%.More specifically, the invention aims to provide a technique for detecting and reporting the preparatory phase of farrowing of an animal that is reliable. The invention particularly aims, in at least one particular embodiment of the invention, to propose such a detection and signaling technique which has a detection rate of the preparatory phase of farrowing at least equal to 80. % and advantageously greater than 85%.
Un autre objectif de l'invention est de fournir une telle technique de détection et de signalement qui soit simple à mettre en oeuvre et d'un coût de revient réduit. L'invention a également pour objectif de fournir une technique de détection et signalement de la phase préparatoire de mise-bas d'un animal qui permette de détecter si la mise-bas se déroule sans difficulté ou non.Another object of the invention is to provide such a detection and reporting technique that is simple to implement and a reduced cost. The object of the invention is also to provide a technique for detecting and signaling the preparatory phase of farrowing of an animal which makes it possible to detect whether the farrowing is going on without difficulty or not.
Un objectif de l'invention est également de proposer une telle technique de détection et de signalement qui soit réutilisable.An object of the invention is also to propose such a detection and signaling technique that is reusable.
Encore un objectif de l'invention est de fournir une technique de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas d'un bovin ou d'un équidé qui soit réutilisable sur plusieurs animaux, qui nécessite peu de maintenance et qui soit autonome en énergie sur un période de plusieurs années. 4. Exposé de l'inventionAnother objective of the invention is to provide a technique for detecting and signaling the preparatory phase of farrowing of a bovine or equine which is reusable on several animals, which requires little maintenance and which is autonomous in energy over a period of several years. 4. Presentation of the invention
Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints à l'aide d'un procédé de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas d’un animal de la famille des bovins ou de la famille des équidés.These objectives, as well as others that will appear later, are achieved by a method of detecting and reporting the preparatory phase of farrowing of an animal of the family of cattle or family of equines.
Dans le cadre de l'invention, on entend par l'expression "phase préparatoire de mise-bas" dans son acception générale. Il s'agit ainsi de la phase précédant l'engagement du fœtus dans le bassin, d'une durée généralement comprise entre 2 et 24 heures, au cours de laquelle se produisent notamment les premières contractions utérines et la dilatation du col de l'utérus.In the context of the invention, the term "preparatory phase of farrowing" in its general meaning. It is thus the phase preceding the engagement of the fetus in the pelvis, generally lasting between 2 and 24 hours, during which the first uterine contractions and cervical dilatation occur in particular. .
Selon l'invention, un tel procédé de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas comprend les étapes suivantes dans cet ordre: - mesure des composantes de l'accélération d'une portion de la queue dudit animal selon trois axes orthogonaux ; - traitement desdites mesures destiné à détecter une occurrence de ladite phase préparatoire comprenant : - une étape de projection desdites mesures des composantes dans un repère orthonormé direct X, Y, Z où l'axe Z est vertical et dirigé vers le bas et l'axe X est horizontal et dans le prolongement du sacrum dudit animal, dans le cas où le repère formé par lesdits trois axes orthogonaux ne coïncident pas avec ledit repère orthonormé X, Y, Z ; - au moins deux étapes parmi les étapes a), b), c) d) et e) suivantes : a) détermination, pour chaque instant de mesure, d'une donnée Q représentative d'une position levée ou abaissée de ladite queue, comprenant une étape de calcul d'une valeur de l'angle de la queue par rapport à la verticale à partir des projections des mesures des composantes de l'accélération suivant les axes X et Z, ou des mesures des composantes de l'accélération, lorsque le repère formé par lesdits trois axes orthogonaux coïncide avec ledit repère orthonormé X, Y, Z, et une étape de comparaison dudit angle calculé avec une valeur d'angle seuil prédéterminée ; b) détermination d'une donnée A représentative de l'activité dudit animal, pour chaque instant de mesure, comprenant une étape de calcul des variations de chacune des composantes de l'accélération par rapport à sa valeur moyenne sur une période prédéterminée à partir des projections des mesures des composantes de l'accélération suivant les axes X, Y et Z ou des mesures des composantes de l'accélération, lorsque le repère formé par lesdits trois axes orthogonaux coïncide avec ledit repère orthonormé X, Y, Z ; c) détermination d'une donnée C représentative de l'occurrence d'une crise de colique chez ledit animal comprenant une étape d'application d'un filtre passe bande auxdites mesures des composantes de l'accélération sur au moins deux axes, et de préférence des composantes de l'accélération sur les axes X et Z / d) détermination d'une donnée T représentative de l'occurrence de contractions chez ledit animal comprenant une étape d'estimation du coefficient de corrélation, pour chaque composante de l'accélération, entre une séquence des mesures de cette composante de l'accélération et une séquence de données de référence ; e) détermination d'une donnée TR représentative de l'occurrence d'un piétinement chez ledit animal comprenant une étape d'identification d'une fréquence prédominante dans le spectre de fréquence pour une séquence des mesures de la composante de l'accélération suivant l'axe Y afin d'établir si ladite fréquence est dans une plage de fréquences prédéterminée ; - classification automatique binaire de l'état dudit animal entre un état de préparation de la mise-bas et un état non-préparatoire, à partir desdites données Q, A, C, T et/ou TR déterminées précédemment, représentatives respectivement d'une position levée ou abaissée de la queue, de l'activité, de l'occurrence d'une crise de colique, de l'occurrence de contractions et de l'occurrence d'un piétinement ; - génération d'un premier signal d'alerte lorsque le résultat de ladite classification automatique binaire est un état de préparation de la mise-bas.According to the invention, such a method for detecting and signaling the preparatory phase of birthing comprises the following steps in this order: measuring the components of the acceleration of a portion of the tail of said animal along three orthogonal axes ; processing of said measurements intended to detect an occurrence of said preparatory phase comprising: a step of projecting said measurements of the components in a direct orthonormal coordinate system X, Y, Z where the Z axis is vertical and directed downwards and the axis X is horizontal and in the extension of the sacrum of said animal, in the case where the mark formed by said three orthogonal axes do not coincide with said orthonormal reference X, Y, Z; at least two steps from the following steps a), b), c) d) and e): a) determination, for each measurement instant, of a data item Q representative of a raised or lowered position of said tail, comprising a step of calculating a value of the angle of the tail with respect to the vertical from the projections of the measurements of the components of the acceleration along the X and Z axes, or measurements of the components of the acceleration, when the mark formed by said three orthogonal axes coincides with said orthonormal coordinate system X, Y, Z, and a step of comparing said calculated angle with a predetermined threshold angle value; b) determining a data item A representative of the activity of said animal, for each measurement instant, comprising a step of calculating the variations of each of the components of the acceleration relative to its average value over a predetermined period from the projections of the measurements of the acceleration components along the X, Y and Z axes or measurements of the acceleration components, when the reference mark formed by the said three orthogonal axes coincides with the said orthonormal coordinate system X, Y, Z; c) determining a C-data representative of the occurrence of a colic attack in said animal comprising a step of applying a bandpass filter to said measurements of the components of the acceleration on at least two axes, and preference of the components of the acceleration on the X and Z / d axes) determination of a data item T representative of the occurrence of contractions in said animal comprising a step of estimating the correlation coefficient, for each component of the acceleration between a sequence of measurements of this acceleration component and a reference data sequence; e) determining a TR representative of the occurrence of trampling in said animal comprising a step of identifying a predominant frequency in the frequency spectrum for a sequence of measurements of the component of the acceleration following the Y axis to establish if said frequency is in a predetermined frequency range; binary automatic classification of the state of said animal between a preparation state of the farrowing and a non-preparatory state, from said data Q, A, C, T and / or TR determined above, representative respectively of a raised or lowered position of tail, activity, occurrence of colic crisis, occurrence of contractions and occurrence of trampling; generating a first warning signal when the result of said automatic binary classification is a preparation state of the farrowing.
Ainsi, l'invention propose d'exploiter les mesures de l'accélération de la queue d'une vache, d'une jument ou d'une ânesse pour classifier l'état de l'animal entre un état de préparation de la mise-bas et un état non-préparatoire à partir d'un nombre réduit de paramètres Q, A, C, T et/ou TR.Thus, the invention proposes to exploit the measures of the acceleration of the tail of a cow, a mare or a donkey to classify the state of the animal between a state of readiness of the setting. low and a non-preparatory state from a reduced number of parameters Q, A, C, T and / or TR.
Les inventeurs ont en effet constaté que chez l'animal les levées de queue, l'activité, les crises de colique, les contractions et le piétinement constituaient les manifestations les plus caractéristiques pouvant être observées au travers des mouvements de la queue de l'animal pendant la phase préparatoire de mise-bas et que chacune de ces manifestations déclenchait une séquence spécifique et reproductible de mouvements au moins sur une partie d'une population bovine ou équine. Les inventeurs ont également constaté que ces séquences spécifiques pouvaient varier entre deux races de vaches ou de juments.The inventors have indeed found that in animals the tail lifts, activity, colic attacks, contractions and trampling were the most characteristic manifestations that can be observed through the movements of the tail of the animal during the preparatory phase of farrowing and that each of these events triggered a specific and reproducible sequence of movements at least on part of a bovine or equine population. The inventors have also found that these specific sequences could vary between two breeds of cows or mares.
Dans neufs modes de réalisation particuliers de l'invention, ladite étape de traitement desdites mesures comprend respectivement les étapes a) et b), a) et c), a) et d), a) et e), b) et c), b) et d), b) et e), c) et d), c) et e).In nine particular embodiments of the invention, said step of processing said measurements comprises respectively steps a) and b), a) and c), a) and d), a) and e), b) and c) , b) and d), b) and e), c) and d), c) and e).
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ladite étape de traitement desdites mesures comprend au moins trois étapes parmi les étapes a), b), c) d) et e).In a particular embodiment of the invention, said step of processing said measurements comprises at least three steps from steps a), b), c) d) and e).
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ladite étape de traitement desdites mesures comprend les étapes a), b) et c) ou d).In a particular embodiment of the invention, said step of processing said measurements comprises steps a), b) and c) or d).
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ladite étape de traitement desdites mesures comprend au moins quatre étapes parmi les étapes a), b), c), d) et e).In a particular embodiment of the invention, said step of processing said measurements comprises at least four steps from steps a), b), c), d) and e).
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ladite étape de traitement desdites mesures comprend les étapes a), b), c) et d).In a particular embodiment of the invention, said step of processing said measurements comprises the steps a), b), c) and d).
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ladite étape de traitement desdites mesures comprend les cinq étapes a), b), c) d) et e).In a particular embodiment of the invention, said step of processing said measurements comprises the five steps a), b), c) d) and e).
On améliore ainsi le taux de détection de la phase préparatoire de mise-bas dans un groupe d'animaux.The detection rate of the preparatory phase of farrowing in a group of animals is thus improved.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le classifieur mis en œuvre dans ladite étape de classification automatique binaire est un classifieur linéaire.In a particular embodiment of the invention, the classifier implemented in said automatic binary classification step is a linear classifier.
Selon un aspect particulier de l'invention, lors de ladite étape de classification automatique binaire, la sortie du classifieur mis en œuvre dans ladite étape de classification automatique est comparée à un seuil de classification prédéterminé.According to a particular aspect of the invention, during said automatic binary classification step, the output of the classifier implemented in said automatic classification step is compared with a predetermined classification threshold.
De façon avantageuse, ladite étape a) de détermination d'une donnée représentative d'une position levée ou abaissée de la queue et/ou ladite étape b) de détermination d'une donnée représentative de l'activité et/ou ladite étape d) de détermination d'une donnée représentative de l'occurrence de contractions et/ou ladite étape e) de détermination d'une donnée représentative de l'occurrence d'un piétinement comprend une étape de filtration desdites projections des mesures ou desdites mesures.Advantageously, said step a) of determining a data representative of a raised or lowered position of the tail and / or said step b) of determining a datum representative of the activity and / or said step d) determining a data representative of the occurrence of contractions and / or said step e) of determining a datum representative of the occurrence of a trampling comprises a step of filtering said projections of the measurements or said measurements.
Selon un aspect particulier de l'invention, ladite étape a) de détermination d'une donnée représentative d'une position levée ou abaissée de la queue comprend une étape d'affectation à ladite donnée Q d'une première valeur, de préférence 1, lorsque ladite valeur de l'angle est supérieure ou égale à ladite valeur d'angle seuil et d'une deuxième valeur, de préférence 0 ou -1, lorsque ladite valeur de l'angle est inférieure à ladite valeur d'angle seuil.According to a particular aspect of the invention, said step a) of determining a datum representative of a raised or lowered position of the tail comprises a step of assigning to said datum Q a first value, preferably 1, when said angle value is greater than or equal to said threshold angle value and a second value, preferably 0 or -1, when said angle value is less than said threshold angle value.
Selon un aspect préféré de l'invention, ladite valeur d'angle seuil est comprise entre 32° et 37°, de préférence est sensiblement égale à 35°.According to a preferred aspect of the invention, said threshold angle value is between 32 ° and 37 °, preferably is substantially equal to 35 °.
Les inventeurs ont en effet constaté qu'une valeur d'angle seuil proche de 35° permet une classification efficace de l'état de l'animal.The inventors have indeed found that a threshold angle value close to 35 ° allows an effective classification of the state of the animal.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ladite étape a) de détermination d'une donnée Q représentative d'une position levée ou abaissée de ladite queue comprend en outre une étape de réaffection à ladite valeur Q, pour chaque instant de mesure tmesure, d'une moyenne, sur un intervalle de temps prédéfini At, des valeurs affectées à la donnée Q pour les instants de mesure précédant l'instant de mesure tmesure compris dans l'intervalle [tmesure-In a particular embodiment of the invention, said step a) of determining a Q data representative of a raised or lowered position of said tail further comprises a step of reassigning to said value Q, for each moment of measurement measurement, of a mean, over a predefined time interval Δt, of the values assigned to the data Q for the measurement instants preceding the measurement time measured in the interval
At; tmesure]·at; tmesure] ·
Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, ladite étape a) de détermination d'une donnée Q représentative d'une position levée ou abaissée de ladite queue comprend une étape de pondération de ladite valeur de l'angle de la queue par la valeur de la mesure de la composante de l'accélération, ou de sa projection, sur l'axe Y.In an advantageous embodiment of the invention, said step a) of determining a data item Q representative of a raised or lowered position of said tail comprises a step of weighting said value of the angle of the tail by the value of the measurement of the component of the acceleration, or of its projection, on the Y axis.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, ladite étape b) de détermination de l'activité dudit animal comprend une étape de calcul de la moyenne quadratique des variations des composantes de l'accélération suivant les axes X, Y et Z par rapport à leur valeur moyenne.According to a particular embodiment of the invention, said step b) of determining the activity of said animal comprises a step of calculating the root mean square of the variations of the components of the acceleration along the X, Y and Z axes with respect to at their average value.
De préférence, lors de ladite étape c) d'une donnée représentative de l'occurrence d'une crise de colique, les fréquences de coupure dudit filtre passe bande sont sensiblement égales à 6mHz et 12mHz.Preferably, during said step c) of a data representative of the occurrence of a colic attack, the cutoff frequencies of said bandpass filter are substantially equal to 6mHz and 12mHz.
Les inventeurs ont effet constaté, que les crises de colique se manifestent par des soubresauts se répétant dans le temps, espacés de 2mn 45s à 5mn 30s.The inventors have observed that colic attacks are manifested by jolts repeating over time, spaced from 2mn 45s to 5mn 30s.
Préférentiellement, dans ladite étape d) de détermination d'une donnée représentative de l'occurrence de contractions, ladite séquence de référence de données est une séquence de données représentatives d'un pic de forme sensiblement triangulaire.Preferably, in said step d) of determining a data representative of the occurrence of contractions, said data reference sequence is a sequence of data representative of a peak of substantially triangular shape.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, dans ladite étape e) de détermination de l'occurrence d'un piétinement, ladite plage de fréquences est bornée par les fréquences 150mHz et 300mHz.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, in said step e) of determining the occurrence of a trampling, said frequency range is bounded by the frequencies 150mHz and 300mHz.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, un procédé de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas d'un animal tel que décrit ci-dessus comprend en outre une étape de détermination d'une donnée P représentative de l'état debout ou couché dudit animal comprenant une étape de comparaison de la moyenne sur une période prédéterminée, de préférence sensiblement égale à 1 minute, des valeurs des mesures des composantes de l'accélération, ou de leur projection, sur l'axe Y par rapport à une valeur seuil d'état prédéterminée et/ou une étape de comparaison du nombre de changement de signe de l'accélération sur l'axe Y sur ladite période prédéterminée par rapport à un nombre seuil.In a particular embodiment of the invention, a method for detecting and signaling the preparatory phase of farrowing of an animal as described above further comprises a step of determining a representative P data of the standing or lying state of said animal comprising a step of comparing the average over a predetermined period, preferably substantially equal to 1 minute, of the values of the measurements of the components of the acceleration, or of their projection, on the Y axis with respect to a predetermined state threshold value and / or a step of comparing the number of sign changes of the acceleration on the Y axis over said predetermined period with respect to a threshold number.
En effet, les inventeurs ont constaté que contrairement au cas où l'animal est couché, l'accélération moyenne de la composante selon l'axe Y de l'accélération est sensiblement nulle et on observe un nombre minimal de changement de signe de l'accélération suivant Y sur une période prédéterminée, lorsque l'animal est debout.Indeed, the inventors have found that, unlike in the case where the animal is lying down, the average acceleration of the component along the Y axis of the acceleration is substantially zero and there is a minimum number of sign changes of the acceleration following Y over a predetermined period, when the animal is standing.
De façon préférentielle, ladite valeur seuil d'état est sensiblement égale à 0,2 g.Preferably, said state threshold value is substantially equal to 0.2 g.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, un procédé de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas d'un animal tel que décrit ci-dessus comprend en outre une étape de classification automatique binaire de l'état dudit animal entre un état de mise-bas difficile et un état de mise-bas facile à partir d'au moins trois données, de préférence au moins quatre données, encore plus préférentiellement au moins cinq données, parmi les données Q, A, C, T, TR et P.In a particularly advantageous embodiment of the invention, a method for detecting and signaling the preparatory phase of farrowing of an animal as described above further comprises a step of automatic classification of the binary state. said animal between a difficult farrowing state and an easy farrowing state from at least three data, preferably at least four data, even more preferably at least five data, among the data Q, A, C , T, TR and P.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, ladite étape de classification automatique binaire de l'état dudit animal entre un état de mise-bas difficile et un état de mise-bas facile comprenant les étapes suivantes : - obtention à l'instant t tel que t=m.AT+To avec m un entier, ΔΤ un intervalle de temps prédéterminé et To est l'instant où ledit premier signal d'alerte est généré, d'un vecteur de cinq variables réelles continues (Μ^Μ^Μ^Μ^Μ5) à partir d'une séquence de n valeurs successives desdites données Q, A, C, T et P sur une période prédéterminée précédant l'instant t, où Mi1=Qi, M,3=T,, Μ,4=0, Mî5=A,, avec i entier tel que l<i<n, et M,2 est la durée depuis le dernier changement d'une position couchée à debout ou vice-versa à l'index i estimée à partir de la séquence des valeurs successives de P ; - détermination d'un vecteur de caractéristiques Ft=(Ft1,Ft2,Ft3,Ft4,Ft5) où Ftk, l<k<5, est le maximum des valeurs moyennes de Mk sur des sous-intervalles de ladite période prédéterminée ; - attribution à chaque caractéristique Fk, l<k<5, dudit vecteur de caractéristiques d'un vote Ptk =log(P(Fk=Ftk| Ho)/ P(Fk=FtkI Hi)) où P(Fk=FtkI Ho) est la probabilité d'observer la caractéristique Fk sachant que la mise-bas est facile et P(Fk=Ftk| Hi) est la probabilité d'observer la caractéristique Fk sachant que la mise-bas est difficile, obtenues par comparaison avec une distribution statistique de référence construite à partir d'observations sur un échantillon d'animaux de référence ; - calcul d'un critère de décision ft s'exprimant sous la forme :In a particularly advantageous embodiment of the invention, said step of automatic binary classification of the state of said animal between a difficult farrowing state and an easy farrowing state comprising the following steps: - obtaining at the time t such that t = m.AT + To with m an integer, ΔΤ a predetermined time interval and To is the instant when said first warning signal is generated, of a vector of five continuous real variables (Μ ^ Μ ^ Μ ^ Μ ^ Μ5) from a sequence of n successive values of said data Q, A, C, T and P over a predetermined period preceding the instant t, where Mi1 = Qi, M, 3 = T, , Μ, 4 = 0, Mî5 = A ,, with i integer such that l <i <n, and M, 2 is the duration since the last change from a supine position to standing or vice versa at index i estimated from the sequence of successive values of P; determining a feature vector Ft = (Ft1, Ft2, Ft3, Ft4, Ft5) where Ftk, l <k <5, is the maximum of the average values of Mk over subintervals of said predetermined period; assigning to each characteristic Fk, l <k <5, said characteristic vector of a vote Ptk = log (P (Fk = Ftk | Ho) / P (Fk = FtkI Hi)) where P (Fk = FtkI Ho) is the probability of observing the characteristic Fk knowing that the farrowing is easy and P (Fk = Ftk | Hi) is the probability of observing the characteristic Fk knowing that the farrowing is difficult, obtained by comparison with a distribution reference statistic constructed from observations on a sample of reference animals; calculating a decision criterion ft expressed as:
où ak et Ok sont des constantes prédéfinies ; - génération d'un deuxième signal d'alerte dans le cas où ledit critère de décision ft est supérieur ou égal à une valeur seuil prédéterminée S.where ak and Ok are predefined constants; generating a second warning signal in the case where said decision criterion ft is greater than or equal to a predetermined threshold value S.
Ainsi, de façon inédite, l'invention propose de discriminer l'état de mise-bas de l'animal entre un état de mise-bas difficile et un état de mise-bas facile à partir des paramètres Q, A, C, T et P.Thus, in an unprecedented manner, the invention proposes to discriminate the farrowing status of the animal between a difficult farrowing state and an easy farrowing state from the parameters Q, A, C, T and P.
Selon un aspect avantageux de l'invention, ledit intervalle de temps ΔΤ est compris entre 30 secondes et 2 minutes, de préférence est sensiblement égal à 1 minute.According to an advantageous aspect of the invention, said time interval ΔΤ is between 30 seconds and 2 minutes, preferably is substantially equal to 1 minute.
Selon un aspect particulier de l'invention, ladite période prédéterminée est d'une durée sensiblement égale à 1 heure.According to a particular aspect of the invention, said predetermined period is of a duration substantially equal to 1 hour.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, un procédé de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas d'un animal tel que décrit ci-dessus comprend en outre une étape de calcul d'un indice de confiance Ct s'exprimant sous la forme :In a particular embodiment of the invention, a method for detecting and signaling the preparatory phase of farrowing of an animal as described above also comprises a step of calculating a confidence index Ct expressing himself in the form:
où ak, l<k<5, est une constante prédéfinie, etwhere ak, l <k <5, is a predefined constant, and
est la confiance apportée par la caractéristique k, l<k<5, qui s'exprime sous la forme :is the confidence brought by the characteristic k, l <k <5, which is expressed in the form:
avecwith
la probabilité d'observer lacaractéristique Fk sachant que la mise-bas est facile etthe probability of observing the characteristic Fk knowing that the farrowing is easy and
la probabilité d'observer la caractéristique Fk sachant que la mise-bas est difficile.the probability of observing the characteristic Fk knowing that the farrowing is difficult.
Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, un procédé de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas d'un animal tel que décrit ci-dessus comprend une étape de détermination de l'instant tfm correspondant à la fin de la mise-bas, comprenant une étape de calcul à chaque instant t de la somme St des variations des valeurs des données A représentatives de l'activité sur un intervalle de temps prédéfini précédant ledit instant t et une étape de détection du maximum des valeurs de St sur une période prédéterminée, permettant de déterminer l'instant tfin pour lequel ladite valeur de St est maximale.In an advantageous embodiment of the invention, a method for detecting and signaling the preparatory phase of farrowing of an animal as described above comprises a step of determining the time tfm corresponding to the end. of the farrowing, comprising a step of calculating, at each instant t, the sum St of the variations of the values of the data A representative of the activity over a predefined time interval preceding said instant t and a step of detecting the maximum of the values of St over a predetermined period, for determining the time tfin for which said value of St is maximum.
Selon un aspect particulier de l'invention, ledit intervalle de temps prédéfini mis en oeuvre lors de ladite étape de détermination de l'instant tfm correspondant à la fin de la mise-bas est d'une durée sensiblement égale à 20 minutes.According to a particular aspect of the invention, said predefined time interval implemented during said step of determining the instant tfm corresponding to the end of the farrowing is of a duration substantially equal to 20 minutes.
De façon préférentielle, ladite période prédéterminée mis en oeuvre lors de ladite étape de détermination de l'instant tfin correspondant à la fin de la mise-bas est d'une durée au moins égale à 30 minutes et de préférence au moins égale à 50 minutes.Preferably, said predetermined period implemented during said step of determining the time tfin corresponding to the end of the farrowing is of a duration at least equal to 30 minutes and preferably at least equal to 50 minutes .
Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, un procédé de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas d'un animal tel que décrit ci-dessus comprend une étape de génération d'un signal d'alerte destiné à signaler l'occurrence d'une mise-bas anormalement longue, lorsqu'aucun deuxième signal d'alerte n'est généré 2 heures après la génération dudit premier signal d'alerte.In an advantageous embodiment of the invention, a method for detecting and signaling the preparatory phase of farrowing an animal as described above comprises a step of generating an alert signal intended to signaling the occurrence of an abnormally long farrowing, when no second warning signal is generated 2 hours after the generation of said first warning signal.
Dans des variantes de ce mode de réalisation de l'invention, le signal d'alerte signalant l'occurrence d'une mise-bas anormalement longue peut générer à tout instant choisi entre lh et 2h après la génération dudit premier signal d'alerte, sans sortir du cadre de l'invention. L'invention concerne également un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre de l'étape de traitement des mesures du procédé de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas d'un animal tel que décrit ci-dessus et/ou de l'étape de classification automatique binaire de l'état dudit animal entre un état de mise-bas difficile et un état de mise-bas facile du procédé de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas d'un animal tel que décrit ci-dessus, lorsqu'il est exécuté par un processeur. L'invention concerne aussi un support d'enregistrement lisible par un processeur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur pour la mise en œuvre de l'étape de traitement des mesures du procédé de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas d'un animal tel que décrit ci-dessus et/ou de l'étape de l'étape de classification automatique binaire de l'état dudit animal entre un état de mise-bas difficile et un état de mise-bas facile du procédé de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas d'un animal tel que décrit ci-dessus. L'invention concerne enfin également un dispositif de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas d'un animal de la famille des bovins ou de la famille des équidés comprenant un boîtier étanche apte à être fixé sur une portion de la queue dudit animal contenant : - un accéléromètre 3D destiné à mesurer les composantes de l'accélération de ladite portion de la queue selon 3 axes ; - un support d'enregistrement tel que décrit précédemment et un processeur apte à exécuter le programme d'ordinateur tel que décrit précédemment, enregistré sur ledit support d'enregistrement pour traiter lesdites mesures ; - des moyens de génération d'un premier signal de radiocommunication destiné à alerter de l'imminence de la mise-bas dudit animal, configurés de sorte à générer ledit premier signal dans le cas où lorsque le résultat de ladite classification automatique binaire est un état de préparation de la mise-bas ; - des moyens d'émission dudit premier signal généré à destination d'un collecteur formant relai ou d'un terminal.In variants of this embodiment of the invention, the warning signal signaling the occurrence of an abnormally long farrowing can generate at any time chosen between lh and 2h after the generation of said first warning signal, without departing from the scope of the invention. The invention also relates to a computer program product comprising program code instructions for implementing the step of processing the measurements of the method for detecting and signaling the preparatory phase of the farrowing of an animal. as described above and / or the step of automatic binary classification of the state of said animal between a difficult calving state and an easy calving state of the method of detecting and reporting the preparatory phase of farrowing an animal as described above, when executed by a processor. The invention also relates to a processor-readable recording medium on which a computer program is recorded for the implementation of the step of processing the measurements of the method of detecting and signaling the preparatory phase of setting-up. the bottom of an animal as described above and / or the step of the binary automatic classification step of the state of said animal between a difficult farrowing state and an easy farrowing state of the method detection and reporting of the preparatory phase of farrowing of an animal as described above. Finally, the invention also relates to a device for detecting and signaling the preparatory phase of farrowing of an animal of the family of cattle or the family of equidae comprising a sealed housing adapted to be fixed on a portion of the tail said animal containing: - a 3D accelerometer for measuring the components of the acceleration of said portion of the tail along 3 axes; a recording medium as described above and a processor capable of executing the computer program as described above, recorded on said recording medium to process said measurements; means for generating a first radiocommunication signal intended to alert imminence of the farrowing of said animal, configured so as to generate said first signal in the case where the result of said automatic binary classification is a state preparation of the farrowing; means for transmitting said first signal generated to a collector forming a relay or a terminal.
Le dispositif selon l'invention intègre ainsi astucieusement une application logiciel enregistrée sur un support d'enregistrement, assurant un traitement complet des mesures de l'accéléromètre, ce qui permet de limiter la consommation d'énergie du dispositif du fait que la quantité de signaux qu'il émet vers l'extérieur est très réduite et ce qui lui confère ainsi une autonomie en énergie particulièrement étendue.The device according to the invention thus cleverly integrates a software application recorded on a recording medium, ensuring a complete processing of the accelerometer measurements, which makes it possible to limit the energy consumption of the device because the quantity of signals it emits to the outside is very small and this gives it a particularly extended energy autonomy.
De façon avantageuse, ledit premier signal émis par lesdits moyens d'émission a une portée comprise entre 150 et 500 mètres.Advantageously, said first signal emitted by said transmitting means has a range of between 150 and 500 meters.
Ainsi, le signal peut être transmis jusqu'à un relai situé dans, ou à proximité de, l'étable ou la stabule où est parqué l'animal, quel que soit l'emplacement de ce dernier dans le bâtiment. Le signal peut encore être transmis directement sur un terminal de communication de l'éleveur, tel qu'un téléphone portable ou un assistant personnel par exemple, si celui-ci se trouve à proximité du bâtiment.Thus, the signal can be transmitted to a relay located in or near the barn or stabule where the animal is parked, regardless of the location of the animal in the building. The signal can still be transmitted directly to a communication terminal of the farmer, such as a mobile phone or a personal assistant for example, if it is close to the building.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, un dispositif de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas d'un animal tel que décrit ci-dessus comprend des moyens de génération d'un deuxième signal de radiocommunication destiné à alerter de l'occurrence d'une mise-bas difficile dudit animal, configurés de sorte à générer ledit deuxième signal dans le cas où ledit processeur calcule un critère de décision ft supérieur ou égal à ladite valeur seuil prédéterminée S, lesdits moyens de génération dudit deuxième signal pouvant être lesdits moyens de génération dudit premier signal, et en ce que lesdits moyens d'émission sont aptes à émettre ledit deuxième signal généré à destination d'un collecteur formant relai ou d'un terminal. 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 est une vue schématique d’un dispositif selon l’invention fixé sur la queue d’une vache ; la figure 2 est une représentation schématique du contenu du boîtier présenté en référence à la figure 1 ; la figure 3 est une représentation, sous forme de diagramme des étapes d’un exemple de procédé de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas d’un animal selon l’invention ; la figure 4 détaille les sous-étapes de l'étape de classification automatique binaire de l’état d'un animal entre un état de mise-bas difficile et un état de mise-bas facile, du procédé présenté en référence à la figure 3 ; les figures 5A à 5E illustrent un exemple d'évolution au cours du temps des données Q, A, C, T et P à l'approche d'une mise-bas pour un animal. 6. Description détaillée d'un exemple de mode de réalisation de l'inventionAccording to a particular embodiment of the invention, a device for detecting and signaling the preparatory phase of farrowing of an animal as described above comprises means for generating a second radiocommunication signal intended to alerting of the occurrence of a difficult birthing of said animal, configured so as to generate said second signal in the case where said processor calculates a decision criterion ft greater than or equal to said predetermined threshold value S, said means for generating said second signal may be said means for generating said first signal, and in that said transmitting means are able to transmit said second generated signal to a collector forming a relay or a terminal. 5. List of Figures Other features and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description of an embodiment of the invention, given as a simple illustrative and non-limiting example, and drawings. appended among which: Figure 1 is a schematic view of a device according to the invention fixed on the tail of a cow; Figure 2 is a schematic representation of the contents of the housing shown with reference to Figure 1; FIG. 3 is a diagrammatic representation of the steps of an exemplary method of detecting and signaling the preparatory phase of farrowing of an animal according to the invention; FIG. 4 details the substeps of the step of automatic binary classification of the state of an animal between a difficult farrowing state and an easy farrowing state, of the method presented with reference to FIG. ; FIGS. 5A to 5E illustrate an example of the evolution over time of data Q, A, C, T and P at the approach of a farrowing for an animal. 6. Detailed description of an exemplary embodiment of the invention
Un dispositif 10 de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas selon l’invention est représenté en référence à la figure 1, fixé à la queue d’une vache 11.A device 10 for detecting and signaling the preparatory farrowing phase according to the invention is shown with reference to FIG. 1, attached to the tail of a cow 11.
Le dispositif 10 se présente sous la forme d’un boîtier étanche 12 dont la face 13 en contact la queue de la vache 11 est de forme sensiblement tronconique de façon à bien épouser la forme de la queue.The device 10 is in the form of a sealed housing 12 whose face 13 in contact with the tail of the cow 11 is substantially frustoconical in shape so as to match the shape of the tail.
Comme on peut le voir sur la figure 2, qui est une représentation schématique du boîtier 12, celui-ci contient un accéléromètre 3D 21 relié à une carte électronique 22 intégrant un microcontrôleur 210, qui réalise le traitement des mesures fournies par l’accéléromètre 21, et un circuit intégré 24 assurant une optimisation de l’énergie consommée par le boîtier 12. L’application logicielle permettant de traiter les mesures est enregistrée dans la mémoire flash 211 du microcontrôleur 210, qui est lue par le processeur μΐ. À l'intérieur du boîtier 12, on trouve également une antenne 23 permettant d'émettre un signal numérique conforme à la norme GSM à destination d'un relai ou d'un téléphone portable et une pile L5, qui alimente l'accéléromètre 21, la carte 22 et l'antenne 23 en énergie.As can be seen in Figure 2, which is a schematic representation of the housing 12, it contains a 3D accelerometer 21 connected to an electronic card 22 incorporating a microcontroller 210, which performs the processing of the measurements provided by the accelerometer 21 , and an integrated circuit 24 ensuring an optimization of the energy consumed by the housing 12. The software application for processing the measurements is stored in the flash memory 211 of the microcontroller 210, which is read by the processor μΐ. Inside the housing 12, there is also an antenna 23 for transmitting a digital signal conforming to the GSM standard to a relay or a mobile phone and a battery L5, which supplies the accelerometer 21, the card 22 and the antenna 23 in energy.
Le microcontrôleur 210 équipant la carte 22 traite les mesures délivrées par l'accéléromètre 21 et permet de générer un premier signal d'alerte, lorsque la phase préparatoire de mise bas est détectée, et un deuxième signal d'alerte lorsqu'un vêlage difficile est détecté. Le premier et le deuxième signal d'alerte sont émis par l'antenne 23, dans ce mode de réalisation particulier de l'invention.The microcontroller 210 fitted to the card 22 processes the measurements delivered by the accelerometer 21 and makes it possible to generate a first warning signal, when the preparatory phase of farrowing is detected, and a second warning signal when a difficult calving is detected. detected. The first and the second warning signal are emitted by the antenna 23, in this particular embodiment of the invention.
Dans ce mode de réalisation particulier de l'invention, les mesures des composantes de l'accélération sont relevées suivant une fréquence d'échantillonnage de 4Hz.In this particular embodiment of the invention, the measurements of the acceleration components are recorded at a sampling frequency of 4 Hz.
On notera que les mesures de l'accélération ne sont pas conservées après traitement. En effet, le dispositif 10 étant prévu pour pouvoir fonctionner sans discontinuer plusieurs années, et plus précisément de 5 à 10 ans dans ce mode de réalisation particulier de l'invention, prévoir une mémoire de stockage de capacité suffisante n'est pas envisageable.It should be noted that the acceleration measurements are not preserved after treatment. Indeed, the device 10 being provided to be able to operate without stopping several years, and more specifically from 5 to 10 years in this particular embodiment of the invention, providing a storage memory of sufficient capacity is not possible.
On a représenté sur la figure 3 de façon synoptique, sous forme de diagramme, les étapes El à E10 de traitement des mesures du procédé de détection et de signalement de la phase préparatoire de mise-bas d'une vache selon l'invention implémenté dans l'application logicielle stockées dans la mémoire flash 211.FIG. 3 is a diagrammatic representation of the steps E1-E10 of processing the measurements of the method for detecting and signaling the preparatory phase of farrowing of a cow according to the invention implemented in FIG. the software application stored in the flash memory 211.
Les composantes de l'accélération selon trois axes orthogonaux x, y et z liés au boîtier 12 sont mesurées toutes les 25ms par l'accéléromètre 21, dans une étape E0.The components of the acceleration along three orthogonal axes x, y and z linked to the housing 12 are measured every 25 ms by the accelerometer 21, in a step E0.
Dans une étape El, les mesures des composantes sont projetées dans un repère orthonormé direct X, Y, Z, où l'axe Z est un axe vertical et dirigé vers le bas, l'axe X est horizontal et dans le prolongement du sacrum dudit animal. A cet effet, on a étalonné au préalable sur l'animal la position du repère x, y, z lié au boîtier par rapport au repère X, Y, Z.In a step E1, the measurements of the components are projected in a direct orthonormal coordinate system X, Y, Z, where the Z axis is a vertical axis and directed downwards, the X axis is horizontal and in the extension of the sacrum of said animal. For this purpose, the animal has previously calibrated the position of the x, y, z reference linked to the housing relative to the X, Y, Z mark.
On détermine ensuite en E2 pour chaque instant de mesure, une donnée Q représentative d'une position levée ou abaissée de ladite queue. Lors de cette étape E2, les composantes projetées de l'accélération sont dans un premier temps filtrées en appliquant un filtre du premier ordre (étape E21) et une valeur de l'angle de la queue par rapport à la verticale 0qUeue est calculée à partir des projections filtrées ax et az des mesures des composantes de l'accélération suivant les axes X et Z, en appliquant la formule Oqueue — atan(az/ax) (étape E22). L'angle calculé est ensuite comparé avec une valeur d'angle seuil de 35° (étape E23). Une valeur 256 est attribuée à Q pour l'instant de mesure tmesure si l'angle calculée est supérieur ou égal à 35°; sinon une valeur 0 est affectée àQ.E2 is then determined for each measurement instant, a Q data representative of a raised or lowered position of said tail. During this step E2, the projected components of the acceleration are firstly filtered by applying a first-order filter (step E21) and a value of the angle of the tail relative to the vertical 0qUeue is calculated from filtered ax and az projections of measurements of the components of the acceleration along the X and Z axes, applying the formula Oqueue-atan (az / ax) (step E22). The calculated angle is then compared with a threshold angle value of 35 ° (step E23). A value 256 is assigned to Q for the measurement time if the calculated angle is greater than or equal to 35 °; otherwise a value of 0 is assigned to Q.
On réaffecte par la suite (étape E24) à chaque donnée Q (tmesure) une moyenne sur des valeurs de Q sur l'intervalle de temps [tmesure-At ; tmesure] précédant l'instant de mesure tmesure, avec At= 1 heure dans ce mode de réalisation particulier de l'invention, de sorte à lisser les variations de la donnée Q-Subsequently (step E24) is reassigned to each Q (metric) an average over Q values over the time interval [metric-At; measurement before the moment of measurement measurement, with At = 1 hour in this particular embodiment of the invention, so as to smooth the variations of the data Q-
En E3, on détermine une donnée A représentative de l'activité de l'animal en calculant (étape E31) une moyenne quadratique des variations des composantes projetées et filtrées de l'accélération suivant les axes X, Y et Z par rapport à leur valeur moyenne sur une minute.In E3, a data item A representative of the activity of the animal is determined by calculating (step E31) a root mean square of the variations of the projected and filtered components of the acceleration along the X, Y and Z axes with respect to their value. average over a minute.
En E4, on détermine une donnée C représentative de l'occurrence d'une crise de colique chez l'animal en appliquant (étape 41) un filtre passe bande de type Chebyshev d'ordre 2 aux projections des mesures des composantes de l'accélération sur les axes X et Z dont les fréquences de coupure sont de 6mHz et de 12mHz et on affecte (étape 42) la somme des carrés des projections des mesures filtrées par le filtre passe bande à la données C.In E4, a C-data representative of the occurrence of a colic crisis in the animal is determined by applying (Step 41) a 2nd order Chebyshev-type bandpass filter to the projections of the measurements of the components of the acceleration. on the X and Z axes whose cutoff frequencies are 6mHz and 12mHz and the sum of the squares of the projections of the measurements filtered by the bandpass filter on the C data is affected (step 42).
En E5, on détermine une donnée T représentative de l'occurrence de contractions chez l'animal en calculant une estimation (étape 51) du coefficient de corrélation, pour chaque composante de l’accélération projetée sur l'axe X, Y ou Z, entre une séquence de 3,5s de la projection des mesures de cette composante de l’accélération avec un gabarit de référence formé d'une séquence de données d'un pic de forme sensiblement triangulaire large de 3,5s. On intègre ensuite le coefficient de corrélation obtenus sur chaque axe X, Y et Z sur une durée de 15 minutes (étape 52) et on affecte à la valeur T la somme des carrés des valeurs du coefficient de corrélation estimées sur chaque axe X, Y et Z (étape 53).In E5, a T-value representative of the occurrence of contractions in the animal is determined by calculating an estimate (step 51) of the correlation coefficient, for each component of the projected acceleration on the X, Y or Z axis, between a sequence of 3.5s of the projection of the measurements of this component of the acceleration with a reference mask formed of a data sequence of a peak of substantially triangular shape wide by 3.5s. The correlation coefficient obtained on each axis X, Y and Z is then integrated over a period of 15 minutes (step 52) and the sum of squares of the values of the correlation coefficient estimated on each axis X, Y is assigned to the value T. and Z (step 53).
En E5, on détermine une donnée TR représentative de l'occurrence d'un piétinement chez l'animal en identifiant (étape E61) une fréquence prédominante dans le spectre de fréquence pour une séquence de la projection de la composante de l’accélération suivant l'axe Y d'une minute et on affecte (étape E62) une valeur 1 si la fréquence identifiée est dans la plage de fréquences [150mHz ; 300mHz], -1 sinon.In E5, a data item TR representative of the occurrence of trampling in the animal is determined by identifying (step E61) a predominant frequency in the frequency spectrum for a sequence of the projection of the component of the acceleration following Y-axis one minute and assigned (step E62) a value 1 if the frequency identified is in the frequency range [150mHz; 300mHz], -1 otherwise.
Des exemples d'évolution au cours du temps des données Q, A, C et T à l'approche d'une mise-bas sont illustrés respectivement sur les figures 5A à 5D.Examples of time course of data Q, A, C and T at the approach of a farrowing are illustrated respectively in Figures 5A to 5D.
Le traitement des mesures s'achève en appliquant aux données Q, A, C, T et TR, dans une étape E7, un classifieur linéaire d'un algorithme de classification automatique binaire connu en soi, et en comparant la sortie de ce classifieur à un seuil Sdass égal à 5.105 dans ce mode de réalisation particulier de l'invention (étape E71). Ce classifieur permet de discriminer l'état de l'animal entre un état de préparation de la mise-bas et un état non-préparatoire en fonction de la valeur de la sortie du classifieur par rapport au seuil Sdass·The processing of the measurements is completed by applying to the data Q, A, C, T and TR, in a step E7, a linear classifier of a binary automatic classification algorithm known per se, and comparing the output of this classifier to a threshold Sdass equal to 5.105 in this particular embodiment of the invention (step E71). This classifier makes it possible to discriminate the state of the animal between a state of preparation of the farrowing and a non-preparatory state according to the value of the output of the classifier with respect to the threshold Sdass ·
Il convient de noter que ce mode de réalisation de l'invention permet dans 88% des cas une détection de la phase préparation de mise-bas, sans fausse alerte.It should be noted that this embodiment of the invention allows in 88% of cases a detection of the phase preparation farrowing, without false alarm.
Un premier signal d'alerte est généré par le microcontrôleur 210, lorsque le résultat de la classification automatique binaire est un état de préparation de la mise-bas, dans l'étape E8. Ce deuxième signal d'alerte est émis par l'antenne 23 dans l'étape E80.A first warning signal is generated by the microcontroller 210, when the result of the automatic binary classification is a preparation state of the farrowing, in the step E8. This second alert signal is emitted by the antenna 23 in step E80.
Dans ce mode de réalisation particulier de l'invention, dans une étape E9, on détermine en outre une donnée P représentative de l'état debout ou couché dudit animal. Dans cette étape E9, on compare (étape E91) la moyenne sur une période d'1 minute précédant l'instant de mesure tmesure, des valeurs de la projection sur l'axe Y des mesures de l'accélération par rapport à une valeur seuil d'état égale à 0,2g et on affecte (étape E92) la valeur 1, correspondant à une position debout, lorsque la moyenne est inférieure à la valeur seuil d'état et la valeur 0 sinon, correspondant à une position couchée.In this particular embodiment of the invention, in a step E9, a data item P representative of the standing or lying state of said animal is also determined. In this step E9, comparing (step E91) the average over a period of 1 minute preceding the measurement time measurement, Y axis projection values of the acceleration measurements with respect to a threshold value. of state equal to 0.2g and one affects (step E92) the value 1, corresponding to a standing position, when the average is lower than the state threshold value and the value 0 otherwise, corresponding to a supine position.
Dans une variante de ce mode de réalisation particulier de l'invention, il peut être envisagé de déterminer la donnée P à partir du nombre de changements de signe de l'accélération sur l'axe Y sur une période prédéterminée, par exemple d'1 minute. Si ce nombre de changement de signe est supérieur ou égal à un seuil, par exemple égal à 10 sur une période d'1 minute, on peut alors affecter la valeur 1, correspondant à une position debout, à la donnée P, et 0 sinon.In a variant of this particular embodiment of the invention, it may be envisaged to determine the data P from the number of sign changes of the acceleration on the Y axis over a predetermined period, for example from 1 minute. If this number of sign changes is greater than or equal to a threshold, for example equal to 10 over a period of 1 minute, then we can assign the value 1, corresponding to a standing position, to the data P, and 0 otherwise .
Un exemple d'évolution au cours du temps de la donnée P à l'approche d'une mise-bas est illustré sur la figure 5E.An example of evolution over time of the data P at the approach of a farrowing is illustrated in Figure 5E.
On procède ensuite à une étape E10 de classification automatique binaire de l'état de l'animal entre un état de mise-bas difficile et un état de mise-bas facile à partir des données Q, A, C, T et P.A step E10 of automatic binary classification of the state of the animal is then carried out between a difficult farrowing state and an easy farrowing state from the Q, A, C, T and P data.
Un deuxième signal d'alerte est généré par le microprocesseur 210 dans une étape E20, dans le cas où la sortie du classifieur mis en œuvre lors de l'étape E10 est inférieure ou égale à une valeur seuil prédéterminée S, égal à -0,8741 dans ce mode de réalisation particulier de l'invention. Ce deuxième signal d'alerte est émis par l'antenne 23 dans l'étape E30.A second alert signal is generated by the microprocessor 210 in a step E20, in the case where the output of the classifier implemented during step E10 is less than or equal to a predetermined threshold value S, equal to -0, 8741 in this particular embodiment of the invention. This second alert signal is emitted by the antenna 23 in step E30.
En relation avec la figure 4, on détaille l'étape E10.In relation with FIG. 4, step E10 is detailed.
Cette étape E10 commence par la formation (sous-étape E101) à partir de l'instant To l’instant où ledit premier signal d'alerte est généré à l'étape E8, à et chaque l’instant t tel t=m.AT+To avec m un entier et ΔΤ= lmn, d’un vecteur de cinq variables réelles continues (Μ^Μ^Μ^Μ^Μ5) à partir de la séquence des 240 valeurs successives des données Q, A, C, T et P sur une période d'une minute précédant l’instant t. Ce vecteur de cinq variables réelles continues (Ι^,Μ^Μ^Μ^Μ5) est obtenu directement de la façon suivante : Mi1=Qi, Mi3=Ti, Mi4=Ci, Mj5=Ai, avec i entier tel que l<i<240, et M,2 est la durée depuis le dernier changement d'une position couchée à debout ou vice-versa à l'index i estimée à partir de la séquence des valeurs successives de P.This step E10 begins with the formation (substep E101) from instant To when said first alert signal is generated at step E8, at and each instant t such that t = m. AT + To with m an integer and ΔΤ = lmn, of a vector of five continuous real variables (Μ ^ Μ ^ Μ ^ Μ ^ Μ5) from the sequence of the 240 successive values of the data Q, A, C, T and P over a period of one minute preceding the instant t. This vector of five continuous real variables (Ι ^, Μ ^ Μ ^ Μ ^ Μ5) is obtained directly in the following way: Mi1 = Qi, Mi3 = Ti, Mi4 = Ci, Mj5 = Ai, with i integer such that l < i <240, and M, 2 is the time since the last change from a lying to standing position or vice versa to the index i estimated from the sequence of successive values of P.
On détermine ensuite, dans une sous-étape 102, un vecteur de caractéristiques Ft=(Ft1,Ft2,Ft3,Ft4,Ft5) où Ftk, l<k<5, est le maximum des valeurs moyennes de Mk durant l'heure précédant l'instant t.Then, in a substep 102, a characteristic vector Ft = (Ft1, Ft2, Ft3, Ft4, Ft5) is determined, where Ftk, l <k <5, is the maximum of the average values of Mk during the preceding hour. the instant t.
Il convient de noter que pour les instants précédant l'instant To, on attribue la valeur 0 aux variables discrètes Mk, l<k<5.It should be noted that for the instants preceding the instant To, 0 is assigned to the discrete variables Mk, l <k <5.
En E103, on attribue à chaque caractéristique Fk, l<k<5, du vecteur de caractéristiques un vote Ptk construit à partir du rapport, en échelle logarithme, de la probabilité P(Fk=Ftk| Ho) d'observer la caractéristique Fk sachant que la mise-bas est facile et de la probabilité P(Fk=Ftk | Hi) d'observer la caractéristique Fk sachant que la mise-bas est difficile, soit Ptk =log(P(Fk=Ftk| H0)/ P(Fk=Ftk | Hi)). P(Fk= Ftk I Ho) et P(Fk=Ftk|Hi) sont, dans la sous-étape E103, déterminées par comparaison avec une distribution statistique de référence construite à partir d’observations sur un échantillon d'animaux de référence.In E103, we attribute to each characteristic Fk, l <k <5, of the characteristic vector a Ptk vote built from the ratio, in logarithmic scale, of the probability P (Fk = Ftk | Ho) of observing the characteristic Fk knowing that the farrowing is easy and of the probability P (Fk = Ftk | Hi) to observe the characteristic Fk knowing that the farrowing is difficult, ie Ptk = log (P (Fk = Ftk | H0) / P (Fk = Ftk | Hi)). P (Fk = Ftk I Ho) and P (Fk = Ftk | Hi) are, in substep E103, determined by comparison with a statistical reference distribution constructed from observations on a sample of reference animals.
On calcule ensuite, dans une sous-étape E104, un critère de décision ft, ou classifieur, s'exprimant sous la forme :Then, in a sub-step E104, a decision criterion ft, or classifier, is calculated, expressing itself in the form:
où ai = 0,19, a2 = 0,59, a3 = 0,27; a4 = 0,49 et as = 0,27 et Oi=- 0,187, Û2=-0,107; O3-- 0,206; 04=- 0,003; Os=- 0,138 dans ce mode de réalisation particulier de l'invention.where a = 0.19, a2 = 0.59, a3 = 0.27; a4 = 0.49 and as = 0.27 and O1 = -0187, O2 = -0.107; O3 - 0.206; 04 = - 0.003; Os = - 0.138 in this particular embodiment of the invention.
La valeur de ce critère de décision ft constitue la sortie du classifieur mis en œuvre dans l'état E10.The value of this decision criterion ft constitutes the output of the classifier implemented in state E10.
Lors de l'étape E10, on calcule en outre (sous-étape E105) un indice de confiance Ct s'exprimant sous la forme :During step E10, a subscript Ct is also computed (substep E105) expressing itself in the form:
où αι<, l<k<5, sont des constantes , etwhere αι <, l <k <5, are constants, and
est la confiance apportée par la caractéristique k, l<k<5, qui s'exprime sous la forme :is the confidence brought by the characteristic k, l <k <5, which is expressed in the form:
la probabilité d'observer lacaractéristique Fk sachant que la mise-bas est facile etthe probability of observing the characteristic Fk knowing that the farrowing is easy and
la probabilité d'observer la caractéristique Fk sachant que la mise-bas est difficile.the probability of observing the characteristic Fk knowing that the farrowing is difficult.
Ce coefficient de confiance est transmis à l'éleveur lorsque le deuxième signal d'alerte est émis. L'exemple de mode de réalisation détaillé ci-dessus permet de détecter un vêlage difficile dans 82% des cas, avec un indice de confiance supérieur 0,78.This confidence coefficient is transmitted to the farmer when the second warning signal is issued. The exemplary embodiment detailed above makes it possible to detect a difficult calving in 82% of the cases, with a confidence index greater than 0.78.
Par ailleurs, à l'étape E40, on détermine l'instant tfin correspondant à la fin de la mise-bas. Cette étape E40 a pour but d'éviter qu'un deuxième signal d'alerte soit émis, de façon intempestive et inapproprié, après la fin du vêlage.Furthermore, in step E40, the instant tfin corresponding to the end of the farrowing is determined. This step E40 is intended to prevent a second warning signal is issued, inadvertently and inappropriate, after the end of calving.
Cette étape E40 comprend le calcul (étape 401) à chaque instant t, tel t=m.AT+To avec m un entier et ΔΤ= lmn, de la somme St des variations des valeurs des données A représentatives de l’activité sur un intervalle de temps de 20 minutes précédant l'instant t et une détection du maximum des valeurs de St sur une période de 50 minutes, dont on déduit l'instant tfin (étape 402).This step E40 comprises the computation (step 401) at each instant t, such that t = m.AT + To with m an integer and ΔΤ = lmn, of the sum St of the variations of the values of the data A representative of the activity on a a time interval of 20 minutes preceding the instant t and a detection of the maximum of the values of St over a period of 50 minutes, from which the instant tfin is deduced (step 402).
Dans ce mode de réalisation particulier de l'invention, dès que l'instant tfin est dépassé, le microcontrôleur est avantageusement configuré pour ne plus générer aucun deuxième signal d'alerte.In this particular embodiment of the invention, as soon as the time t is exceeded, the microcontroller is advantageously configured to no longer generate any second warning signal.
On notera qu'en outre, un signal d'alerte destiné à signaler l'occurrence d'une mise-bas anormalement longue est généré par le microcontrôleur 210 lorsqu'aucun deuxième signal d'alerte n'est généré 2 heures après la génération du premier signal d'alerte sans que l'instant de fin de mise-bas tfin soit dépassé.Note further that an alert signal for signaling the occurrence of an abnormally long farrowing is generated by the microcontroller 210 when no second warning signal is generated 2 hours after the generation of the first warning signal without the end of farrowing time tfin is exceeded.
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