JP2005520524A - 個体を追跡するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

群れに分けられた個体を無線通信及び位置決めシステムによって追跡するシステム及び方法が開示される。群れのリーダは、公衆無線通信ネットワーク例えばＧＭＳ又はＧＰＲＳで動作する第１のトランシーバ（２）、位置トラッカー（３）例えばＧＰＳ受信機、及び短距離無線通信システム例えばブルートゥース（登録商標）内で動作する第２のトランシーバ（４）を含む第１の電子装置（１）を備えている。群れの中の残りの各個体は、短距離無線通信システム内で動作する少なくとも第３のトランシーバ（７）を含む第２の電子装置（６）を備えている。この第２の電子装置（６）は、関連する個体を識別するデータを周期的に第１の電子装置（１）に送信し、これにより、群れのリーダはこのデータを受信する限り、この個体が群れの中（すなわち、短距離無線通信システムの受信可能区域内）に存在していることを知る。第１の電子装置（１）は、システムを管理すると共に各群れの中の個体の追跡を続けるシステムコントローラと、公衆無線通信ネットワークを介して通信する。

Description

本発明は、無線通信及び位置決めシステムによって群れの中の個体を追跡することに関する。

牧畜が存在している限り、動物を集めて肉食動物や事故から動物を守り、動物の損失をできる限り抑えるために動物を一緒にしておくことが常に必要である。

今日でさえ、数千年にわたって用いられ、群れが解放された牧草地にいる限り一人以上の人が常に群れの後を追っているような伝統的な群れ作りが最も一般的である。

当然のことながら、この旧式の群れ作りは、極めて非効率な方法で絶えず人の支援を費やすために非常に高価である。このことが、なぜ多くの農場主が群れ作りを止めることにしたかの理由であるが、この結果、季節の終わりまでに、動物の損失はかなりの数に上っている。しかしながら、世論には高品質の食料だけでなく、動物の生涯にわたる良好な取扱いに関しての要求が増大している。

動物を遠く離れて追跡する１つの方法は、ＶＨＦ無線送信機を関心のある個々の動物に取り付けて、受信機における送信機からの無線信号の信号強度に基づいて、動物のおよその位置を決定することである。この解決策は、伝統的に、野生の個々の動物についての科学的な目的のために用いられてきた。それは大体の位置以外のデータを収集するために設計されたものではなく、各モニタされる個々の動物には長距離送信機を取り付ける必要がある。このことは、群れ全体に対しては比較的高価なものになる。その上、送信機は例えば体温や湿度などの付加的な状態データも送信するため、かなり重くなる。

米国特許第５，８６８，１００号及び５，７９１，２９４号、米国特許出願第２００２／００２１２１９号及び欧州特許出願第ＥＰ９４５０６０号から、動物を追跡及びモニタするための多数の多少とも似通ったシステムが周知である。各モニタされる動物は、通信及び位置決め機器を含む電子装置を携えている。この位置決め機器はＧＰＳユニットである。そのような機器は重くなる傾向があり、このため若い動物には適当ではない。さらに、これらの機器は高価である。このため、そのようなシステムは家畜の群を追跡及びモニタするためには適用できない。それらの機器は、科学的な目的のために１つの個別の動物をモニタするためにほぼ独占的に使用される。

従って、機器の重量を最小限に抑えると共に、動物の状態及び健康をモニタすることもできる、群れの中の動物を遠く離れて追跡するシステムに対する要求がある。

本発明の目的は、単に各動物に取り付けた安価で簡単な短距離送信機（例えば、耳マーカ（ear marker）のような）を用いて、群れの全ての動物をモニタできるシステム及び方法を提供することである。

本発明の別の目的は、例え動物が１つの群れから別の群れに徘徊しても、行方不明と見なさずにこれらの動物の追跡を続けることである。

上記の目的は、１つ以上の群れに分かれた個体を追跡するための、本発明によるシステムの中で実現される。このシステムでは、各群れの中の少なくとも１つの個体は今後は群れのリーダと呼ぶことにするが、位置トラッカー及び無線通信機器を含む第１の電子装置を備えている。このシステムでは、前記無線通信機器は、少なくとも公衆無線通信ネットワーク内で動作する第１のトランシーバ及び短距離無線システム内で動作する第２のトランシーバを含む。群れに属する少なくとも１つの別の個体は、短距離無線システム内で動作し前記無線通信機器の第２のトランシーバと通信するように構成された少なくとも第３のトランシーバを含む第２の電子装置を備える。各第２の電子装置は前記第２の装置を一意的に識別する少なくとも識別コードを、短距離無線システムを介して群れの中に存在する第１の電子装置に送信して、これにより、群れの中に関連付けられた個体が存在することを示すように構成される。

本発明はまた、各群れの中に群れのリーダと呼ばれる少なくとも１つの個体が、位置トラッカー、公衆無線通信ネットワーク内で動作する第１のトランシーバ、及び短距離無線システム内で動作する第２のトランシーバを含む第１の電子装置を備えるようにすること、
群れに属する少なくとも１つの別の個体が、短距離無線システム内で動作する第３のトランシーバを含む第２の電子装置を備えるようにすること、
各第２の電子装置から前記第２の装置を一意的に識別する少なくとも識別コードを短距離無線システムを介して群れの中に存在する第１の電子装置に送信して、これにより、群れの中に関連付けられた個体が存在することを示すこと、を含む方法から構成する。

本発明の他の実施形態は、添付した従属請求範囲に記載されている。

本発明は、ここで添付した図面を参照して詳細に説明される。

以下に、動物の群れ及び群れ作りとの関連において、本発明を説明する。しかしながら、読者は人も動物であることに留意してほしい。このため、例えばグループで移動する人に対する安全システムとして、集合する別の個体を追跡するために本発明を利用することが好ましい。本発明には、建物の集合体の中にいる人の追跡を続けて、非常時にこの人を脱出させる用途もある。この意味において、本発明は、例えば自動在庫品維持システム（automated stock keeping system）などの、非生体の「個体」の追跡を続けるために使用できる。従って、「個体」という用語は、生物及び無生物の両方をカバーする最も広い可能な方法で解釈する必要がある。

本発明は、牧場の動物は群れになって互いに従う傾向があるという事実を利用する。羊、牛、及びトナカイのような動物は本質的に集団を好む動物であり、これらの動物は常に群れの中に留まるという事実も農場主の関心を引いている。

本発明によるシステムは、以後ベルシープ（bell sheep）と呼ぶ群れのリーダ、又は別の方法では、群れの中の限定された数の動物に取り付けた主端末を備える。この主端末は、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＵＭＴＳ、又はＷＬＡＮのような公衆無線通信ネットワークで動作する端末であることが好ましい。さらに、位置トラッカー、好ましくはＧＰＳ受信機が、主端末の中に組み込まれている。群れの中の他の動物と通信するために、主端末は、例えばブルートゥース（登録商標）装置又はＩＳＭ周波数帯域若しくは解放周波数帯域（例えば４３３ＭＨｚのような）で動作する装置などの短距離無線トランシーバも備える。それぞれ分散した端末との通信は、使用するプロトコル（例えば、ブルートゥース（登録商標）又は４３３ＭＨｚのプロトコル）に基づいて分離される。この主端末は、ベルシープのカラーに付けることができる。ブルートゥース（登録商標）は、Bluetooth SIG, Inc.が所有する登録商標である。このブルートゥース（登録商標）システムは、２．４ＧＨｚで動作する短距離無線通信システムである。

主端末は図２に示されている。この主端末１は第１の電子装置とも呼ばれ、前に詳述したように、位置決め装置２、公衆無線ネットワークで動作する第１の無線トランシーバ３、及び短距離通信システム内で動作する第２の無線トランシーバ４を含む。この主端末１は、カラー５を用いてベルシープに留めることができる。さらに、主端末１は、例えば、バッテリーのような電源（図示せず）を含む。

群れの中の他の動物の各々は、選択された短距離通信システム（例えば、ブルートゥース（登録商標）又は４３３ＭＨｚ）によってベルシープに取り付けた主端末と通信するように適合されたはるかに小さい端末を備える。この端末は動物の耳にイヤマークを形成するほど十分に小さいことが好ましい。

そのような単純化した端末の可能な実施形態を、図３に示す。端末６は、前述した短距離通信システムの中で動作する第３の無線トランシーバ７を埋め込んだ共通のイヤマークとして設計される。この端末６は、電源好ましくはバッテリー（図示せず）を備えている。

分散された各端末６には、一意的に関連する動物を識別する識別番号（ＩＤ）が割り当てられている。主端末内の短距離無線トランシーバ４は、群れの中に分散された移動基地局及びポータル（portal）として動作する。次に、システム内の多数の群れに対する移動基地局は、移動する受信可能区域の動的なピコネット構造（dynamic piconet structure）を作り出す。

分散された端末６は、それぞれの動物が主端末１の受信可能区域内にいる場合のみ、主端末１と通信することができる。言い換えると、主端末がそれぞれの動物の分散された端末６と通信システムできない場合は、動物は群れから失われたと見なされる。

さらに、主端末１は、分散された端末から受信したデータを記憶及び処理するためのプロセッサ及びメモリを備える。このデータは最小限、前述したＩＤを含む。このデータは、例えば動物上の別のセンサから収集された体温などの様々な状態データも含むことができることが好ましい。主端末へのデータ転送間の時間間隔は例えば５〜１０分というように一定にすることができ、分散された端末６が送信していない場合は、それらの端末はバッテリーの電源を節約するためアイドルモードに設定される。

本発明のシステムによれば、既に述べたように、主端末１は、単にそれぞれの分散された端末６がデータを送信するかどうか及び／又は要求に応答するかどうかを確認することによって、群れの中の全ての動物の存在を常に知るようになる。動物についての存在状態に何らかの変化があると、それは後で説明する中央のシステムコントローラに報告される。このシステムは、主端末に組み込まれた位置決めシステム及びベルシープと通信する動物はベルシープの近くにいるはずであるという事実に基づいて、ベルシープの位置これにより群れの残りのおよその位置の追跡も続ける。この位置決めシステムは、ＧＰＳ受信機又は位置情報を取得する手段、例えば移動式ネットワークから前記情報を取り込む手段などの任意の他の手段とすることができる。

次に、この存在及び位置決め情報及び、ことによっては前述した付加的なデータは、主端末がＧＭＳ、ＧＰＲＳ、ＵＭＴＳ、又はＷＬＡＮなどの公衆無線通信ネットワークに接続されているという事実により、外部の世界で利用できるようになる。

本発明の好ましい実施形態によれば、それぞれの個々の動物は、１つの群れから別の群れに徘徊して、次に新しい群れの中でベルシープと通信を開始することがある。この時、徘徊する動物は新しい群れの一員として登録されて、古い群れでは削除され、またベルシープの位置に従って再度位置決めされる。

このシステムは、前述した各群れ及び徘徊の特徴に関するデータの有用性を特に管理する中央システムコントローラを含む。このシステムコントローラは、システム内に登録された全ての動物及び関連情報を（例えば、データベースに）記憶するように構成される。この関連情報には、どの群れにそれぞれの動物が現在存在しているか、どのセンサが動物に取り付けられているか（もしあれば）、その動物に対して動作中の何らかの警報があるか、などの情報が含まれる。システムコントローラは、群れの主端末が新しい徘徊する動物から送信された信号を検出すると、この動物のＩＤを中央システムコントローラに中継し、群れの新しい一員のＩＤとしてマークするというように、どの群れに各動物が現在属しているかの追跡を継続する。次に、中央システムコントローラは、どの群れに動物が現在属するかに関する情報をデータベースの中で更新する。

システムコントローラはミドルウェアを含んでおり、第三者のシステム開発者が動物からデータを取り込みシステムを構成できるようにするアプリケーションインターフェースを提供する。このアプリケーションインターフェースの機能性はＯＳＩモデルの６／７層にあることが好ましく、またシステムコントローラのプラットフォームはＥＪＢ（Enterprise Java(登録商標) Beans）に準拠することが好ましい。

ユーザの実施例として、システムのユーザが、例えばシステム内に登録されたある動物の位置を取り込みたいと思う場合、このユーザは要求をシステムコントローラに送信する。システムコントローラは、例えばデータベースを照合して、どの群れにこの動物が現在属しているかを決定して、使用している無線通信システムを介して対応するベルシープの主端末にこの要求を中継する。主端末は、自分のＧＰＳ受信機によって得られた現在位置を戻すことによって応答する。要求が別のデータに関連する場合は、主端末はメモリに既に記憶されている関心のある動物についてのデータを取り込むか、又は分散している動物の端末に要求を送信する。ミドルウェアは、データのストリーミング、装置の構成、パラメータのモニタリングなどの別の機能も提供する。

さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、このシステムは警報機能を備えている。動物に関連付けられた警報は、その動物からの周期的な信号が最後に検出された信号から所定の時間周期内に発生されない場合に起動される。この警報は、例えば、この動物の責任者にイーメール又はショートメッセージを送るトリガとすることができる。

本発明は、動物が自分の群れを見失った時期を検出する無線受信可能区域を、短距離無線通信機器が限定しているという事実を利用している。この発明は、単に群れ当たり一匹又は限られた数の動物に位置決めトラッカー（ＧＰＳ受信機）を取り付けることによって、動物のおよその位置を決定するためにも利用される。

本発明によるシステムの構成の概略図である。 ベルシープ（bell sheep）が付けるカラーを示す図である。 年少の羊が付けるイヤマーク（ear mark）を示す図である。

Claims (25)

1. 以後群れのリーダと呼ぶ各群れの中の少なくとも１つの個体に、位置トラッカー（２）及び無線通信機器を含む第１の電子装置（１）を取り付けた、１つ以上の群れに分かれた個体を追跡するシステムであって、
   前記無線通信機器は、少なくとも公衆無線通信ネットワーク内で動作する第１のトランシーバ（３）及び短距離無線システム内で動作する第２のトランシーバ（４）を含み、群れに属する少なくとも１つの別の個体は、短距離無線システム内で動作し前記無線通信機器の第２のトランシーバ（４）と通信するように構成された少なくとも第３のトランシーバ（７）を含む第２の電子装置（６）を備え、前記各第２の電子装置が前記第２の装置を一意的に識別する少なくとも識別コードを、短距離無線システムを介して群れの中に存在する前記第１の電子装置に送信して、これにより、群れの中に関連付けられた個体が存在することを示すように構成されることを特徴とするシステム。
2. システムコントローラが、公衆無線通信ネットワークを介して各群れのリーダと通信するように構成され、システムを管理し、またシステム情報及び少なくとも各個体の同一性、どの群れに各個体が現在属しているか、どの個体が各群れのリーダであるかを表示すること及びシステムの全ての群れのリーダの公衆無線通信ネットワークのアドレスを表示すること、を含むシステムの全ての登録された個体に関する情報を記憶することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. それぞれの個体を一意的に識別する少なくとも識別コードを群れのリーダに送信することが周期的に行われることを特徴とする請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記第１の電子装置が、対応する群れに現在関連する個体の少なくとも同一性を記憶するためのメモリ及びプロセッサも含むことを特徴とするシステム。
5. 前述の請求項のいずれかに記載のシステムであって、
   前記各電子装置が、各個体の状態に関するデータを感知するセンサを備えることを特徴とする請求項１，２，又は３に記載のシステム。
6. 前記データが識別コードと一緒に個体から関連する群れのリーダに送信され、それぞれの第１の電子装置のメモリの中に記憶されることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
7. 前記システムコントローラが、第三者又はシステムのユーザが個体に関するデータを取り込むことを可能にするアプリケーションインターフェースを含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載のシステム。
8. 個体が第１の群れから第２の群に徘徊する場合、前記個体が属する群れに関する情報が前記第１の群れから前記第２の群れに変更されるようにシステムコントローラが更新されることを特徴とする請求項２から７のいずれか１つに記載のシステム。
9. 個体が関連する群れのリーダが前記個体からのデータを最後に受信して以来所定の時間周期が経過し、かつシステムの別の群れのリーダが前記同じ時間周期内に前記データを受け取っていない場合、前記個体に対する警報が起動されることを特徴とする請求項２から８のいずれか１つに記載のシステム。
10. 前記警報により、前記警報が起動された個体の責任者に対してイーメール又はショートメッセージの送信が開始されることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
11. 前記公衆無線通信ネットワークがＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＵＭＴＳ、又はＷＬＡＮのネットワークであり、前記公衆無線通信ネットワークのアドレスが電話番号又はＩＰアドレスであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載のシステム。
12. 前記位置トラッカーがＧＰＳ受信機であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載のシステム。
13. 前記位置トラッカーが自分の情報を公衆無線通信ネットワークから得ることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１つに記載のシステム。
14. 前記短距離無線システムがブルートゥース（登録商標）システム又はＩＳＭ周波数帯域若しくは４３３ＭＨｚなどの他の解放周波数帯域で動作するシステムであることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１つに記載のシステム。
15. 前記個体が動物であることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１つに記載のシステム。
16. 前記第２の電子装置が各動物のそれぞれの耳に取り付けられたカラー又は軽量のイヤマークとして形成されることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
17. 前記第１の電子装置が、前記それぞれの第１の電子装置の前記第２のトランシーバの受信可能区域によって制限された移動する受信可能区域の動的なピコネット構造内の移動基地局として機能することを特徴とする請求項１から１６のいずれか１つに記載のシステム。
18. １つ以上の群れに分けられた個体を追跡する方法であって、
    群れのリーダと呼ばれる各群れの中の少なくとも１つの個体に位置トラッカー（２）、公衆無線通信ネットワーク内で動作する第１のトランシーバ（３）、及び短距離無線システム内で動作する第２のトランシーバ（４）を含む第１の電子装置（１）を設けること、
    群れに属する少なくとも１つの別の個体に前記短距離無線システム内で動作する第３のトランシーバ（７）を含む第２の電子装置（６）を設けること、
    前記第２の電子装置（６）を一意的に識別する少なくとも識別コードを前記短距離無線システムを介して群れの中に存在する前記第１の電子装置（１）に送信して、これにより、群れの中に関連した個体が存在することを示すことを特徴とする方法。
19. 各群れの中に存在する前記第１の電子装置（１）が前記公衆無線通信ネットワークを介してシステムコントローラと通信し、
    前記システムコントローラが、システムを管理し、またシステム情報並びに少なくとも各個体の同一性、どの群れに各個体が現在属しているか、どの個体が各群れのリーダであるかを表示すること及びシステムの全ての群れのリーダの公衆無線通信ネットワークのアドレスを表示すること、を含むシステムの全ての登録された個体に関する情報を記憶することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. それぞれの個体を一意的に識別する少なくとも識別コードを周期的に前記群れのリーダに取り付けた前記第１の電子装置に送信することを特徴とする請求項１８又は１９に記載の方法。
21. 前記第１の電子装置（１）が対応する群れに現在関連している個体の少なくとも同一性を記憶していることを特徴とする請求項１８，１９又は２０に記載の方法。
22. 前記各第２の電子装置（６）が各個体の状態に関するデータを感知し、前記データを前記関連する第１の電子装置（１）に送信し、これにより、前記データが前記第１の電子装置の中のメモリに記憶されることを特徴とする請求項１８から２１のいずれか１つに記載の方法。
23. ある個体が第１の群れから第２の群に徘徊する場合、前記システムコントローラは前記個体が属する群れに関する情報を前記第１の群れから前記第２の群れに変更するように更新されることを特徴とする請求項１９から２２のいずれか１つに記載の方法。
24. 方法であって、
    個体が関連する群れのリーダが前記個体からのデータを最後に受信して以来所定の時間周期が経過し、かつシステムの別の群れのリーダが前記同じ時間周期内に前記データを受け取っていない場合、前記個体に対する警報が起動されることを特徴とする請求項１９から２３のいずれか１つに記載の方法。
25. 前記警報により、前記警報が起動された個体の責任者に対してイーメール又はショートメッセージの送信が開始されることを特徴とする請求項２４に記載の方法。

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