JP2002507891A - 動物を監視するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は制御手段（５）を有する、動物を監視するための方法及び装置に関する。本発明の第一の態様によると、制御手段（５）は動物の運動を感知し、前記動物に関する運動値を確認するように適合された感知手段（４）を含む。本発明の第二の態様によると、制御手段（５）は動物の呼吸の存在の確認を可能にするために取り付けられた感知手段（４）、及び前記動物に関する呼吸数値を確認するための心拍数計算手段を含む。

Description

【発明の詳細な説明】 動物を監視するための装置及び方法 技術分野 本発明は動物を監視するための装置及び方法に関する。 発明の目的 牛の群が監視される場所が何処であっても（屋内又は屋外）、各牛の行動又は 健康状態を確認する必要がある。一般に、これは各搾乳作業時に搾乳者によって 行われる。しかしこれはあまり正確な方法ではない。何故なら発熱、神経質な行 動、ＢＳＥ（“狂牛病”）などの病気又は疾病の初期段階は必ずしも搾乳作業中 に表れず、搾乳者がその場に居合わせない日中に表れるからである。従って、動 物の異常な行動又は健康状態の初期確認が、特に大きな群を有する農場において 必要とされる。 従って、本発明の目的は動物の異常な健康状態又は異常な行動の初期確認を可 能にするために、動物の監視を可能にするための方法及び装置を提供することで ある。 発明の概要 これは冒頭で述べられた種類の装置であって、動物の運動を感知し、前記動物 に関する運動値を確認するように適合された感知手段を有する制御手段を含み、 前記制御手段が出力信号を与えるように適合されていることを特徴とする装置に よって解決された。 更にこれは冒頭で述べられた種類の装置であって、動物の呼吸の存在を確認す ることを可能にするための感知手段、及び前記動物に関する呼吸数値を確認する ための心拍数計算手段を有する制御手段を含み、前記制御手段が出力信号を与え るように適合されていることを特徴とする装置によって解決された。 またこれは冒頭で述べられた種類の方法であって、制御手段と共働する呼吸感 知器によって動物の呼吸の存在を感知し、前記動物に関する呼吸数を確認するこ とを特徴とする方法によって解決された。 前記装置及び方法によって、即座に動物の世話をし、適切な行動を行うことが 可能になる。 好ましくは、前記制御手段は前記運動値が予め決定されたレベルを超える場合 、前記出力信号を与えるように適合され、前記運動値が前記の予め決定されたレ ベルを超えない場合、動物の一定の運動を可能にするために前記信号を与えない ように適合される。 或いは、前記制御手段は前記値が予め決定されたレベルを越える場合、前記出 力信号を与えるように適合され、前記値が前記の予め決定されたレベルを超えな い場合、前記信号を与えないように適合される。 これによって、前記値の限界を決定又は設定することが可能となる。 好ましくは、運動量(movement rate)値は前記動物に関して複数の又は様々な 機会に記憶される。或いは、呼吸数値は前記動物に関して複数の又は様々な機会 に記憶される。これによって、異常な態度をとることが予想される動物を広範囲 にわたって監視することが可能となる。 好適には、前記制御手段は記憶された値から出力される、前記動物に関する平 均運動量又は平均呼吸数を確認するように適合される。これによって、正常な健 康状態又は行動を確認することが可能となる。 好ましくは、前記感知手段は非侵入型(non-invasive)感知器を含む。これによ って、動物を傷つけることなくその動物の運動又は呼吸を感知することが可能と なる。 かかる感知器は動物の体の一部分、例えば動物の腹部に触れる状態を保つよう に適合されてもよく、触覚式感知器であってもよい。 或いは、前記感知手段は動物の体から距離をおいた状態を保つように適合され 、例えばレーザー感知器、超音波感知器、動物の腹部近くに備え付けられた超音 波距離計量器、動物の頭部近くに備え付けられたマイク又は受け取った画像を画 像処理することを可能にするための前記制御手段と共働するカメラなどである。 加えて、装置は動物関連作業を動物に対して行うように適合された動物関連装 置を含み、前記制御手段は前記出力信号に反応して動作を行うように適合された 前記動物関連装置と共働する。 これによって、例えばもし動物の異常な行動又は健康状態が予見されたならば 、好適な動作を行うように動物関連装置を制御することが可能となる。かかる動 作は既に開始された場合前記動物関連作業を少なくとも保留するようにしてもよ く、まだ開始されてない場合前記作業を始めないようにしてもよい。 好ましくは、前記動物関連装置は前記動物関連作業を行うためのロボット腕を 含む自動搾乳装置であり、前記制御手段は前記ロボット腕と共働する。従って、 前記動物関連作業は動物の乳頭の検査、乳頭の消毒噴霧、乳頭の清掃及び乳頭へ の乳頭カップ(teatcup)取付の内の少なくとも一つである。 好適には、前記感知器が搾乳用牛房、飼養用牛房又は側面制限手段のある通路 などの動物用スペース内の動物を感知するために備え付けられる。 好ましくは、前記動物用スペースが少なくとも一つのゲートを備え付けられ、 前記制御手段が前記ゲートと共働する。この場合、前記動物関連作業は動物が動 物用スペースから去ることを可能にするために前記ゲートを開けることである。 これによって、異常なふるまいをする動物が例えば搾乳機材又はロボット腕を壊 すことを防ぐことが可能となる。 好適には、識別手段が識別された動物個体に関する数(rate)値を評価すること を可能にするために備え付けられる。これによって、群全体の各動物個体を監視 することが可能となる。 好ましくは、前記制御手段は警告手段と共働し、制御手段は前記警告手段に出 力信号を送るように適合される。これによって、ベルやブザーを鳴らすこと、移 動式電話に信号を送ること又はインターネットを介してサービスマンに信号を送 ることによって搾乳者を即座に呼ぶことが可能となる。 好適には、前記感知手段は前記運動の距離値を与えるように適合される。或い は、前記感知手段は前記運動の速度値を与えるように適合される。或いは、前記 感知手段は前記運動の加速度値を与えるように適合される。 好ましくは、前記感知手段は動物の運動の間の経過時間の確認のための時間計 算手段を含む。これによって、感知された値から出力される加速度を計算するこ とが可能となる。 好適には、前記感知器は前記運動の振幅を感知するように適合される。それに 代えて、又はそれに加えて、前記感知器は前記運動の頻度を感知するように適合 される。これによって、動物が激しく動く又は震えているかを感知することが可 能となる。 図面の概要 図１Ａ及び１Ｂは牛の体に接触している触覚式感知手段が備え付けられた動物 用スペース内の牛を上から見た図である。 図２Ａ及び２Ｂは牛の体を距離をおいて感知する感知手段が備え付けられた動 物用スペース内の牛を上から見た図である。 図３は牛を見るための視覚手段が備え付けられた動物用スペース内の牛を上か ら見た図である。 図４は呼吸をしている牛を上から見た図である。 図５Ａ及び５Ｂはマイクが備え付けられた動物用スペース内の牛を異なる方向 から見た図である。 発明の詳細な説明 図１Ａは牛個体の識別を可能にするためにトランスボンダー１が備え付けられ た牛を概略的に示す。トランスポンダーはトランスミッター／レシーバー（図示 せず）と通信する。牛は搾乳用牛房、飼養用牛房、壁又は手すりなどの側面制限 手段３によって側面を限定された通路などの動物用スペース２内にいる。第一の 態様によると、触覚式感知器の形の運動感知器４が動物の片側に備え付けられる 。 触覚式感知器４は制御手段５に接続された範囲測定手段が備え付けられた油圧 式又は気圧式シリンダー（エアースプリングとも呼ばれる）の形であってもよい 。 制御手段５は各呼吸又は連続する呼吸の経過時間を考慮に入れることによって 運動量を計算する。 搾乳ロボット６は乳頭の清掃、乳頭カップの取付などのためのロボット腕が備 え付けられ、制御手段５に接続される。ゲート７は牛を牛房内に保つ又は牛が牛 房を去ることを可能にするための制御手段５に接続される。 搾乳作業員が異常な状況の発生に対して注意深くなることができるように、警 告器８が制御手段５に好ましくは（しかし必ずではないが）ワイヤレスで接続さ れる。警告器は移動式電話、ブザー又はべルであってもよい。 図１Ｂにおいて、制御手段５に接続された一対の触覚式運動感知器４が更によ い解決のために備え付けられる。これは一対の感知器４が感知精度を増大するか らである。 図２Ａは牛の運動を感知するための別の感知器４を示す。感知器４は制御手段 ５と共働する。かかる感知器は音波の飛行時間を感知する超音波距離測量器、又 は三角測量術を使用するレーザー距離測量器であってもよい。図２Ｂにおいて、 一対のかかる呼吸感知器４が図１Ｂと同じ理由で備え付けられる。 図３はビデオカメラ又はディジタルカメラなどの視覚手段４を含む更に別の運 動感知器を示す。視覚手段４は画像分析手段を含む制御手段５に接続される。上 述の運動感知器に関する場合と同じように、制御手段５がロボット腕の動き及び ゲート７の開閉を制御するために配置される。 本発明の第二の態様を以下に述べる。 図４は上から見える牛を概略的に示す。一本線は息を吐き出した後の牛の腹部 の状態を示し、点線は息を吸い込んだ後の牛の腹部の状態を示す。腹部の片側の 変位差がｄで示される。 図１Ａ，１Ｂ，２Ａ及び２Ｂに関して述べられたことが、以下の修正を伴って 第二の態様にも適用される。 図１に示された触覚式感知器４はこの実施例において、牛の実際の呼吸を確認 するために変位ｄを感知するように配置される。しかし制御手段５が各呼吸又は 連続する呼吸の経過時間を考慮に入れることによって呼吸数を代わりに計算する 。 図１Ｂの一対の触覚式感知器４はこの実施例において合計変位ｄ＋ｄ＝２ｄを 確認するために制御手段５と共に適合される。牛の運動を考慮に入れることが可 能となるので、一対の呼吸感知器４が感知精度を増大するだろう。 図２Ａ及び２Ｂの感知手段が距離を離して腹部の変位ｄを感知する呼吸感知器 ４として使用される。 図５Ａにおいて、マイク４は側面制限手段３上に配置され、牛の頭部、好まし くは鼻口部の方に向けられる。マイクの方向付けは電子工学的に行われてもよい 。マイクは牛の他の部分、例えば腹部に向けられてもよい。勿論、マイクによっ て変位ｄではなく呼吸数のみを確認することができる。 図５Ｂにおいて、マイク４は牛が身につける首輪に取り付けられた、一般的な ハウジング内のトランスポンダー１と一体化されている。勿論、マイクは個別の 首輪又は一般的な首輸に取り付けられてもよいが、別のハウジング内であっても よい。マイクと制御手段の間の通信はワイヤレスで行われる。 操作 動物用スペース２に入る牛（勿論農場には複数のかかる動物用スペースがあっ てもよい）が図示されてないトランスミッター／レシーバーを通過するとき、ト ランスポンダー１によって通常の方法で識別される。感知器４は牛の運動を感知 する。 呼吸感知器の実施例に関して、感知器４は牛の片側の腹部の変位差に対応する 距離ｄを感知する。 制御手段５は平均値を確認することが可能なように、複数の機会で運動量を計 算する。 制御手段５は運動量（又は呼吸数）及び／又は変位ｄが平均値と異なることを 確認するといつでも、制御手段５は搾乳者に警告するために例えばベルを鳴らす こと又は移動式電話に電話をかけることによって信号を送る。或いは、搾乳ロボ ット６による乳頭カップの取付中に、牛がパニック状態に陥ることもあるかもし れない。これは牛の増加した運動量の確認によっても明らかになる。そして搾乳 作業は中断され、牛が落ち着いたとき再開されてもよい。或いは、牛はゲート７ を開けることによって搾乳用牛房から出されてもよい。 もし牛が異常なふるまいをすることが憶測される又は確認されたならば、その 牛のチェックを更に強化することが可能であることは重要なことである。これは “異常な”牛を頻繁にチェックすることを可能にするために識別される毎に他の “正常な”牛をチェックしないことによって、又は更に多くの感知器が配置され た領域に牛を分けることによってのいずれかによって行われてもよい。 更に、異常な行動又は健康状態を確実にするために、制御手段５は新しい平均 値が確認され、牛の正常な状態の平均値と比較されることができるように別の多 数の機会で運動量を計算する。 平均値を計算する別の例として、勿論予め決定された値を確認することが可能 である（しかしこれはあまり正確ではない）。 誘導近接感知器などの他の種類の感知器が本発明の範疇で使用されてもよいこ とは注目されるべきことである。更に加速度が振り子又は圧電気感知器を伴う集 積回路の設置によって確認されてもよい。 また上述のものと異なった種類の感知器４が感知精度を増大するために全体の 信号を作る、いわゆる感知器合同体(sensor fusion)と組合せて使用されてもよ いことは注目されるべきことである。 勿論、感知器は図に示されるように腹部以外の動物の部分を感知するために置 かれてもよい。 更に、本発明が牛に関して使用されることに制限されず、羊、山羊、水牛及び 馬などの他の搾乳用動物に関しても使用されることは理解されるべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年１０月１４日（１９９９．１０．１４） 【補正内容】 請求の範囲 1. 動物の運動を感知し、前記動物に関する運動値を確認するように適合され た感知手段（４）を有する制御手段（５）を含み、前記制御手段（５）が出力信 号を与えるように適合されている、動物を監視するための装置において、前記装 置が動物関連作業を動物に対して行うように適合された動物関連装置を含み、前 記制御手段（５）が前記出力信号に反応して動作を行うように適合された前記動 物関連装置と共働し、前記制御手段（５）が既に開始された場合前記動物関連作 業を少なくとも保留し、まだ開始されてない場合前記作業を始めないように適合 され、前記感知手段（４）が受け取った画像を画像処理することを可能にするた めの前記制御手段（５）と共働するカメラを含むことを特徴とする動物を監視す るための装置。 2. 運動量値が前記動物に関して複数の機会に記憶されることを特徴とする請 求の範囲１に記載の装置。 3. 前記制御手段（５）が記憶された値から出力される、前記動物に関する平 均運動量を確認するように適合されることを特徴とする請求の範囲２に記載の装 置。 4. 前記感知手段が前記運動の速度値又は加速度値を与えるように適合される ことを特徴とする請求の範囲１〜３のいずれか一つに記載の装置。 5. 前記感知手段（４）が動物の運動の間の経過時間の確認のための時間計算 手段を含むことを特徴とする請求の範囲１〜４のいずれか一つに記載の装置。 6. 前記感知器が前記運動の振幅又は頻度を感知するように適合されることを 特徴とする請求の範囲１〜５のいずれか一つに記載の装置。 7. 動物の呼吸の存在の確認を可能にするための感知手段（４）を有する制御 手段（５）を含み、前記制御手段（５）が出力信号を与えるように適合されてい る、動物を監視するための装置において、前記装置が動物関連作業を行うための ロボット腕を有する自動搾乳装置を含み、前記制御手段（５）が前記ロボット腕 と共働し、前記感知手段（４）が受け取った画像の画像処理を可能にするための 前記制御手段（５）と共働するカメラを含むことを特徴とする動物を監視するた めの装置。 8. 前記制御手段（５）が既に開始された場合前記動物関連作業を少なくとも 保留し、まだ開始されてない場合前記作業を始めないように適合されていること を特徴とする請求の範囲７に記載の装置。 9. 前記感知手段（４）がレーザー感知器を含むことを特徴とする請求の範囲 ７又は８に記載の装置。 10．前記感知手段（４）が超音波感知器を含むことを特徴とする請求の範囲７ 又は８に記載の装置。 11．前記感知手段（４）が動物の腹部近くに備え付けられた、少なくとも一つ の超音波距離計量器を含むことを特徴とする請求の範囲７又は８に記載の装置。 12．前記動物関連作業が動物の乳頭の検査、乳頭の消毒噴霧、乳頭の清掃及び 乳頭への乳頭カップ取付の内の少なくとも一つであることを特徴とする請求の範 囲７〜１１のいずれか一つに記載の装置。 13．識別手段（１）が識別された動物個体に関する数値を評価することを可能 にするために備え付けられることを特徴とする請求の範囲７〜１２のいずれか一 つに記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ストリート，マイケル ジェイ. イギリス，ベドフォード エムケー40 ４ デイデイ，カトクリフ グロウヴ 34

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 動物の運動を感知し、前記動物に関する運動値を確認するように適合され た感知手段（４）を有する制御手段（５）を含み、前記制御手段（５）が出力信 号を与えるように適合されていることを特徴とする動物を監視するための装置。 2. 前記制御手段（５）が前記運動値が予め決定されたレベルを超える場合、 前記出力信号を与えるように適合され、前記運動値が前記の予め決定されたレベ ルを超えない場合、動物の一定の運動を可能にするために前記信号を与えないよ うに適合される請求の範囲１に記載の装置。 3. 運動量値が前記動物に関して複数の機会に記憶される請求の範囲１又は２ に記載の装置。 4. 運動量値が前記動物に関して様々な機会に記憶される請求の範囲１〜３の いずれか一つに記載の装置。 5. 前記制御手段（５）が記憶された値から出力される、前記動物に関する平 均運動量を確認するように適合される請求の範囲３又は４に記載の装置。 6. 動物の呼吸の存在を確認することを可能にするための感知手段（４）、及 び前記動物に関する呼吸数値を確認するための心拍数計算手段を有する制御手段 （５）を含み、前記制御手段（５）が出力信号を与えるように適合されているこ とを特徴とする動物を監視するための装置。 7. 前記制御手段（５）が前記値が予め決定されたレベルを超える場合、前記 出力信号を与えるように適合され、前記値が前記の予め決定されたレベルを超え ない場合、前記信号を与えないように適合される請求の範囲６に記載の装置。 8. 呼吸数値が前記動物に関して複数の機会に記憶される請求の範囲６又は７ に記載の装置。 9. 呼吸数値が前記動物に関して様々な機会に記憶される請求の範囲６〜８の いずれか一つに記載の装置。 10．前記制御手段（５）が記憶された値から出力される、前記動物に関する平 均呼吸数を確認するように適合される請求の範囲８又は９のいずれか一つに記載 の装置。 11．前記感知手段（４）が非侵入型感知器を含む請求の範囲１〜１０のいずれ か一つに記載の装置。 12．前記感知手段（４）が動物の体の一部分、例えば動物の腹部に触れる状態 を保つように適合される請求の範囲１〜１１のいずれか一つに記載の装置。 13．前記感知手段（４）が触覚式感知器を含む請求の範囲１２に記載の装置。 14．前記感知手段（４）が動物の体から距離をおいた状態を保つように適合さ れる請求の範囲１２に記載の装置。 15．前記感知手段（４）がレーザー感知器を含む請求の範囲１２に記載の装置 。 16．前記感知手段（４）が超音波感知器を含む請求の範囲１４又は１５に記載 の装置。 17．前記感知手段（４）が動物の腹部近くに備え付けられた、少なくとも一つ の超音波距離計量器を含む請求の範囲１４〜１６のいずれか一つに記載の装置。 18．前記感知手段（４）が動物の頭部近くに備え付けられたマイクを含む請求 の範囲１２に記載の装置。 19．前記感知手段（４）が受け取った画像を画像処理することを可能にするた めの前記制御手段（５）と共働するカメラを含む請求の範囲１２に記載の装置。 20．動物関連作業を動物に対して行うように適合された動物関連装置を含み、 前記制御手段（５）が前記出力信号に反応して動作を行うように適合された前記 動物関連装置と共働する請求の範囲１〜１９のいずれか一つに記載の装置。 21．前記制御手段（５）が既に開始された場合前記動物関連作業を少なくとも 保留し、まだ開始されてない場合前記作業を始めないように適合されている請求 の範囲２０に記載の装置。 22．前記動物関連装置が前記動物関連作業を行うためのロボット腕を含む自動 搾乳装置であり、前記制御手段（５）が前記ロボット腕と共働する請求の範囲２ ０又は２１に記載の装置。 23．前記動物関連作業が動物の乳頭の検査、乳頭の消毒噴霧、乳頭の清掃及び 乳頭への乳頭カップ取付の内の少なくとも一つである請求の範囲２０〜２２のい ずれか一つに記載の装置。 24．前記感知器が搾乳用牛房、飼養用牛房又は側面制限手段（３）のある通路 などの動物用スペース（２）内の動物を感知するために備え付けられる請求の範 囲１〜２３のいずれか一つに記載の装置。 25．前記動物用スペースが少なくとも一つのゲート（７）を備え付けられ、前 記制御手段（５）が前記ゲート（７）と共働し、前記動物関連作業が動物が動物 用スペースから去ることを可能にするために前記ゲート（７）を開けることであ る請求の範囲２４に記載の装置。 26．識別手段（１）が識別された動物個体に関する数値を評価することを可能 にするために備え付けられる請求の範囲１〜２５のいずれか一つに記載の装置。 27．前記制御手段（５）が警告手段（８）と共働し、制御手段（５）が前記警 告手段（８）に出力信号を送るように適合される請求の範囲１〜２６のいずれか 一つに記載の装置。 28．前記感知手段が前記運動の距離値を与えるように適合される請求の範囲１ 〜２７のいずれか一つに記載の装置。 29．前記感知手段が前記運動の速度値を与えるように適合される請求の範囲１ 〜２８のいずれか一つに記載の装置。 30．前記感知手段が前記運動の加速度値を与えるように適合される請求の範囲 １〜２９のいずれか一つに記載の装置。 31．前記感知手段（４）が動物の運動の間の経過時間の確認のための時間計算 手段を含む請求の範囲１〜３０のいずれか一つに記載の装置。 32．前記感知器が前記運動の振幅を感知するように適合される請求の範囲１〜 ３１のいずれか一つに記載の装置。 33．前記感知器が前記運動の頻度を感知するように適合される請求の範囲１〜 ３２のいずれか一つに記載の装置。 34．制御手段（５）と共働する呼吸感知器（４）によって動物の呼吸の存在を 感知し、及び前記動物に関する呼吸数を確認することによって動物を監視するこ とを特徴とする方法。