JP2000516814A - 動物に関連した動作を行う装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 動物に関連した動作を動物に対して行う装置は、動物に関連した動作を受ける動物の部分の位置を測定する手段（１８，１９）と、前記動物に関連した動作を実行する手段（１４，１５）とを有する。前記位置測定手段（１８，１９）は動物を収容する手段を有する第１の場所（１）に配置され、前記実行手段（１４，１５）は動物を収容する手段を有し前記第１の場所から少し距離をおいた第２の場所（２）に配置され、前記部分に関する前記動作を行えるようにするために、前記第１の場所で測定された前記位置の座標を前記第２の場所における前記実行手段へ転送する手段（２０）が備えられている。

Description

【発明の詳細な説明】 動物に関連した動作を行う装置および方法 発明の技術的分野および従来技術 本発明は、動物に関連した動作を受ける動物の部分の位置を測定する手段と、 動物に関連した動作を実行する手段とを有する、動物に関連した動作を動物に対 して行うための装置に関する。さらに、本発明は動物に関連した動作を動物に対 して行う方法に関する。 動物に関連した動作に関連して、前記の動作を受ける動物の部分の位置を測定 することが必要である。例えば、自動搾乳に関連して、乳頭カップを乳頭に取り 付ける前に乳頭の位置を測定しなければならない。 この問題を解決するためにいくつかの異なる解決策が提案されている。それに よって、１つの解決策は押圧装置とサーチ装置との間で異なっていてもよい。押 圧装置は、例えば物理的に押すことによって、動物を搾乳小屋内の決められた位 置へ押しやるという考えを基にしており、搾乳小屋においては、それから例えば ビデオカメラおよび画像処理を含むサーチ装置によって乳頭が見つけ出されうる 。 サーチ装置は、動物が搾乳小屋等の空間内の任意の位置に留まることがあると いう考えに基づいており、動物の部分の位置を測定することがサーチ装置の仕事 である。それによって、動物の部分の位置の大体の測定がまず行われ、この大体 の位置から、より精巧なサーチ装置によってその部分の位置が測定される。その 後、乳頭カップをサーチ装置によって測定された位置にある乳頭に取り付けるた めに、例えば搾乳ロボットが起動される。そのような装置の欠点は、位置測定過 程に時間がかかることであり、これはこの時間中は搾乳ロボットが占有され、し たがって搾乳ロボットを効率的に使用できないことを意味する。 さらに、自動搾乳に関連して、動物に接触してそれの動きに従う、ばねによっ て一定の力が加えられているアームを有する装置によって、小屋内の動物の位置 を測定することが知られている。そのような装置は動物の大体の位置を測定する ように機能し、その位置から、乳頭が例えばより精巧なサーチ装置によって見つ け出されうる。しかし、そのような装置は数多くの動く要素を有するため機械的 に非常に複雑であり、したがってそれらの装置は磨耗を受け、信頼性は満足でき るものではない。さらに、かなり頑健である乳牛はそのようなアームを簡単に壊 すことがあり、アームが単に曲がるだけで動物の位置の測定が不正確な結果とな る。 多くのサーチ装置は、その機能のために、サーチ装置に格納され、乳房や乳頭 のような動物の部分の形や位置についての情報を含む個々に関連したデータに依 存している。しかし、乳房の形は乳分泌期間中に変化するために、そのような方 法はさほど正確ではなく、したがってそれらの変化に合わせるためにそのような データを定期的に更新する必要がある。さらに、そのような個々に関連したデー タの格納は複雑で、時間のかかる作業であり、特に群に多数の動物がいる場合に はなおさらである。 搾乳時に関連して動物の乳頭の位置を測定すること、および次の搾乳時にこの 測定された位置を利用することも知られている。その方法は、乳房や乳頭の形が 時間と共におよびある搾乳時から次の搾乳時までに変化することがあるために、 測定の精度が十分に満足できるものではないという欠点がある。 ＮＬ−Ａ−８ ６０２ ５０５は、乳頭カップを取り付けるための手段と、乳 頭の位置を検出する手段とを有する搾乳所において動物を搾乳する装置を開示し ている。動物を搾乳所へ連れていく前にその動物を洗浄所でまず洗い、次に搾乳 所から少し距離をおいて配置されている場所で乳の試料を取る。乳の試料を取る 場所は、乳頭の位置を検出する手段と、乳頭カップを各乳頭に次々に取り付ける ためのロボットアームとを有している。さらに、乳の試料を取る場所は、種々の 乳パラメータと種々の動物パラメータとを測定することによって、乳の質と動物 の健康状態とを検査する手段を有する。さらに、この文献は他の測定結果と比較 するために全ての測定データを記録する可能性について述べている。 発明の概要 本発明の目的は、上記に述べられた諸欠点を克服し、動物の部分の位置をより 効率的に、かつ高い精度で測定することができる装置および方法を提供すること である。 この目的は、位置測定手段が動物を収容する手段を有する第１の場所に配置さ れ、実行手段が動物を収容する手段を有し第１の場所から少し距離をおいた第２ の場所に配置され、前記部分に関する前記動作を行えるようにするために、第１ の場所で測定された位置の座標を第２の場所における実行手段へ転送する手段が 設けられていることを特徴とする、冒頭に定義された装置によって達成される。 そのような装置によって、動物に関連した動作を行う前に動物の部分の測定を行 うことができ、このことは例えば搾乳ロボットを効率的に利用しうることを意味 する。さらに、動物に関連した動作は、乳頭の位置についての動物に関連したデ ータをデータベースから取り出すことなく、どのような動物に対しても行なわれ うる。したがって、個々に関連したデータを前もって格納しておく必要はなく、 さらに、乳頭の位置を測定するために個々の動物を識別することは必要ではない 。 本発明の１つの実施態様によれば、位置測定手段は動物の動物基準部に対して 動物の部分の位置を測定するために備えられている。そのような相対的な位置は 電子的なコンピュータ装置によって容易に格納および転送されうる。 本発明の他の実施態様によれば、第１の場所は動物通路によって第２の場所に 接続されている。そのような通路によって、前記の位置の測定直後に動物を実行 手段まで移送することができ、それによって、測定された位置座標の破壊が最少 になる。動物通路は囲い込み手段によって形成されてもよい。 本発明の他の実施態様によれば、第１の場所は、少なくとも位置測定時間中に 動物が第１の場所から離れていくことを防ぐ手段を有している。それによって、 測定精度が向上する。 本発明の他の実施態様によれば、位置測定手段は、少なくとも１つの検出器と 、その検出器に応答して位置を測定する処理手段とを有している。それによって 、検出器は次の部品、すなわちビデオカメラ、レーザ発光装置、ＩＲセンサ、お よび超音波測定装置のうちの１つまたは複数個を含んでいてもよい。 本発明の他の実施態様によれば、実行手段は自動取扱い装置および動物に関連 した手段を有している。それによって、動物の部分は乳頭を含んでもよく、動物 に関連した手段は自動取扱い装置によって動物の乳頭に取り付けられるべき少な くとも１つの乳頭カップを含んでもよい。 上記に述べられた目的は、第１の場所への動物の移動を可能にするステップと 、動物に関連した動作を受ける動物の部分の位置を測定するステップと、第１の 場所から第２の場所への動物の移動を可能にするステップと、測定された位置に おいて前記部分に関して動物に関連した動作を行うステップとを有する、冒頭に 定義された方法によっても達成される。 この方法の好適な実施態様が従属請求項１６から１９に定められている。 図面の簡単な説明 本発明の種々の実施形態についての記述および図面を参照して、本発明をより 詳しく説明する。 図ｌは本発明の１つの実施形態の装置の上面図を示す。 図２は図１の装置の位置測定所の正面図を示す。 種々の実施形態の詳細な説明 図１および図２を参照すると、第１の場所にある位置測定所１と、第２の場所 にある搾乳所２とを有する装置が示されている。この装置は、自由に歩き回る多 数の乳牛を収容している畜舎（不図示）内に備えることができる。位置測定所１ と搾乳所２とは動物通路３によって相互に接続されている。位置測定所１は横格 子４、入口ゲート５、および出口ゲート６を有する囲い込み手段によって形成さ れている。搾乳所２は横格子７、入口ゲート８、および出口ゲート９を有する囲 い込み手段によって形成されている。また動物通路３は横格子１０を有する囲い 込み手段によって形成されており、これによって、位置測定所１の出口ゲート６ が動物通路３の入口ゲートを形成し、搾乳所２の入口ゲート８が動物通路３の出 口ゲートを形成している。図１からわかるように、横格子１０の１つには出口ゲ ート１１が設けられていてもよい。搾乳所２に関連して、受け容器１２によって 単に表されている搾乳機と、４本の乳導管１３と、搾乳所２内に居る乳牛のそれ ぞれの乳頭に取り付けられるべき概略示されている４個の乳頭カップ１４とが設 けられている。その取り付けのために、制御器１６と、つかみ手段を有するロボ ットアーム１７とを有する自動取扱い装置１５が設けられている。ロボットアー ム１７は、乳頭カップ１４を次々につかんで、それを乳牛の乳頭に取り付けるよ うに制御されうる。 位置測定所１は、１組の検出器１８および処理装置１９を有する位置測定手段 を有している。以下の例では、位置測定手段はビデオカメラである位置検出器１ ８を備えている。しかし、本発明の他の実施形態ではそれらの位置検出器１８は レーザ発光装置または超音波測定装置を備えてもよいことに留意すべきである。 さらに他の実施形態によれば、それらの位置検出器１８は赤外線センサ、いわゆ るＩＲセンサを備えてもよい。図２は曲線状の配列で配置されている１組のビデ オカメラ１８を示しており、そのため乳牛の乳房と乳頭はいくつかの異なる方向 から、特に下方および側方から観察することができる。したがって、乳頭および 乳房の三次元画像を得ることが可能である。乳牛の各乳頭の座標の測定のために 、各ビデオカメラ１８からの画像は処理装置１９で処理される。測定されるのは 、特に乳頭先端部の位置である。乳頭の位置は乳牛の動物基準部に対して測定さ れる。そのような基準部は固定されるべきであり、時間の経過と共に変位しない ことが好ましい。例えば、そのような基準部は股関節、肩、腹部または乳房によ って形成されうる。そのような基準部は皮の毛における固有の色点、または乳牛 につけられている色点Ｘによって形成することもできる。ビデオカメラの１台、 たとえば、図２に示されているビデオカメラ１８ａをそのような基準部Ｘに向け ることができる。処理装置１９は、乳頭の座標を制御装置１６へ伝送するように されている信号線２０によって制御装置１６に接続されている。１頭の乳牛のこ れらの座標は、乳牛が位置測定所１から動物通路３を経由して搾乳所２に到着し た時に、乳頭カップ１４をその１頭の乳牛の乳頭に取り付ける自動取扱い装置１ ５を制御するために制御装置１６によって利用される。 ゲート５，６によって、乳牛は位置測定所１から離れていくことができない。 したがって、静止したままである乳房の上で乳頭の位置の測定を行いうる。しか し、ゲート５および６は省くことができ、それによって乳頭の位置の測定が動い ている乳房に関して行われるようにすべきことに留意すべきである。これは、基 準部ｘに焦点を合わせることによって乳牛の動きに追従するために、ビデオカメ ラ、例えばビデオカメラ１８ａを基準部ｘに固定することによりなされうる。乳 房および乳頭に向けられているこれらのビデオカメラ１８は、その後、一致する 動きをするようにさせられる。さらに、乳牛を引きつけるために位置測定所１に 導き入れられかつ乳牛を静止させる移動可能な飼い葉桶２１が備えられていても よい。測定が終った後に、飼い葉桶２１が取り去られる。飼い葉桶２１はゲート ５，６を補足するものとしてもよく、またはこれらゲートの代わりにしてもよい 。 動物通路３は、何らかの理由で搾乳が行われない場合に、乳牛を搾乳所から連 れ出すことができるようにする出口ゲート１１を有している。 本発明の装置によって、ゲート５を開くことにより、および、例えば飼い葉桶 ２１を位置測定所１の中に導き入れることにより、乳牛を位置測定所１の中に入 れることができる。その後、乳頭、および特に乳頭先端部の位置座標が測定され 、制御装置１９へ伝送される。そうしている合間に、ゲート６および８を開くこ とによって搾乳所２に乳牛を入れることができる。乳牛が搾乳所２に入ったこと が検出され、よって乳牛が搾乳所２に入って直ぐに乳牛の乳頭に乳頭カップ１４ を取り付けることができる。したがって、乳頭の位置の測定に搾乳所２で時間が 費やされることはない。位置測定所１における乳頭の位置の測定は搾乳所２にお ける搾乳より速く行われうると考えられるので、位置測定所１に、例えば乳牛の 乳頭の洗浄またはマッサージをするための、または乳牛の健康状態を調べるため の他の装置が備えられてもよい。 自動搾乳に関連して本発明の装置を説明してきたが、この装置は、種々の動物 の部分に関して、医療処置、授精、乳頭および体の洗浄等の、動物に関連した任 意の動作を行うために利用できることに留意すべきである。それによって、自動 取扱い装置１５は種々の医療器械、洗浄具等を扱うようにされていてもよい。 本発明に従って乳頭の位置を測定することは、乳牛が搾乳所２に入った時に乳 頭カップ１４を直ちに取り付けるためには十分であると考えられるが、本発明の 装置は乳頭の位置を最終的に測定する他の位置測定装置を搾乳所２に有していて もよいことに留意すべきである。 本発明は開示された実施形態に限定されるものではなく、下記の請求の範囲内 で変更および修正されうる。 本発明を乳牛に関連して説明してきたが、本発明の思想は他の動物、例えば羊 、山羊、馬、バッファロー等に適用しうることが理解されるはずである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．動物に関連した動作を受ける動物の部分の位置を決定する手段（１８，１ ９）と、前記動物に関連した動作を実行する手段（１４，１５）とを有する動物 に関連した動作を行う装置において、 前記位置測定手段（１８，１９）は動物を収容する手段を有する第１の場所（ １）に配置され、前記実行手段（１４，１５）は動物を収容する手段を有し前記 第１の場所から少し距離をおいた第２の場所（２）に配置され、前記部分に関す る前記動作を行えるようにするために、前記第１の場所で測定された前記位置の 座標を前記第２の場所における前記実行手段へ転送する手段（２０）が備えられ ていることを特徴とする、動物に関連した動作を行う装置。 ２．前記位置測定手段（１８，１９）は、前記動物の動物基準部に対する前記 動物の部分の位置を測定するように設けられていることを特徴とする請求項１に 記載の装置。 ３．前記第１の場所（１）が動物通路（３）によって前記第２の場所（２）に 接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。 ４．前記動物通路（３）が囲い込み手段（１０，１１）によって形成されてい ることを特徴とする請求項３に記載の装置。 ５．前記第１の場所（１）が、少なくとも前記位置測定時間中に前記動物が前 記第１の場所から離れていくことを防ぐ手段（４，６）を有していることを特徴 とする請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。 ６．前記位置測定手段（１８，１９）が、少なくとも１つの検出器（１８）と 、該検出器に応答して前記位置を測定する処理手段（１９）とを有していること を特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。 ７．前記検出器（１８）がビデオカメラを含むことを特徴とする請求項６に記 載の装置。 ８．前記検出器がレーザ発光装置（１８）を含むことを特徴とする請求項６ま たは７に記載の装置。 ９．前記検出器がＩＲセンサ（１８）を含むことを特徴とする請求項６から８ のいずれか１項に記載の装置。 １０．前記検出器が超音波測定装置（１８）を含むことを特徴とする請求項６ から９のいずれか1項に記載の装置。 １１．前記第１の場所（１）が囲い込み手段（４〜６）によって形成されてい ることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置。 １２．前記第２の場所（２）が囲い込み手段（７〜９）によって形成されてい ることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の装置。 １３．前記実行手段（１４，１５）が自動取扱い装置（１５）および動物に関 連した手段（１４）を有していることを特徴とする請求項１から１２のいずれか 1項に記載の装置。 １４．前記動物の部分が乳頭を含み、前記動物に関連した手段が前記自動取扱 い装置（１５）によって前記動物の前記乳頭に取り付けられるべき少なくとも１ つの乳頭カップ（１４）を含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置。 １５．第１の場所への動物の移動を可能にするステップと、 前記動物に関連した動作を受ける動物の部分の位置を測定するステップと、 前記第１の場所から第２の場所への動物の移動を可能にするステップと、 前記測定された位置において前記部分に関して前記動物に関連した動作を行う ステップとを有する、動物に関連した動作を動物に対して行う方法。 １６．前記第１の場所から前記第２の場所への前記移動が動物通路によって可 能とされていることを特徴とする請求項１５に記載の方法。 １７．前記位置が前記動物の動物基準部に対して測定されることを特徴とする 請求項１５または１６に記載の方法。 １８．少なくとも前記位置測定時間中に前記動物が前記第１の場所から離れて いくことが防がれていることを特徴とする請求項１５から１７のいずれか１項に 記載の方法。 １９．前記部分が少なくとも１つの乳頭を含み、前記動物に関連した動作が前 記乳頭への乳頭カップの自動的な取り付けを含むことを特徴とする請求項１５か ら１８のいずれか１項に記載の方法。