JP2017085941A - Body condition monitoring device of livestock, information processor, body condition monitoring method of livestock, and body condition monitoring program of livestock - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、家畜の体調管理等を行うための監視技術に関する。 The present invention relates to a monitoring technique for managing the physical condition of livestock.
動物の体調管理を行うための装置としては、特許文献１、２等に開示の技術がある。特許文献１は、動物をセンシングして動物の体調等を推定する。特許文献２は、測定対象の眼からの熱放射を測定し、動物の核心温度を推定するものである。
As an apparatus for managing the physical condition of an animal, there are techniques disclosed in
これまで家畜の体調管理を行うためには、畜主らが家畜の動きを制御し、直腸体温計を用いて一頭毎に直腸温（核心温度）を測定するのが一般的であり、そのために多大な労力と時間がかかるとともに、家畜が暴れて怪我をする等労働安全上にも問題があった。また、家畜の体調管理を行うための他の指標として、眼の温度を測定することが有効であることがわかってきたが、直腸温測定と同様に、畜主らが家畜を一頭毎に測定する必要があり、本法を用いた際においても労力と時間を要する。 Until now, in order to manage the physical condition of livestock, the owners have generally controlled the movement of the livestock and measured the rectal temperature (core temperature) for each head using a rectal thermometer. It took a lot of labor and time, and there were also problems in occupational safety such as the livestock becoming violent and injured. In addition, it has been found that measuring the eye temperature is effective as another index for managing the physical condition of livestock, but as with rectal temperature measurement, the owners measure the livestock one by one. Even when this method is used, labor and time are required.
眼の温度を指標とした体調管理を行うには、まず平常時の眼の温度を知る必要があるため、一定期間にわたって継続的に温度測定する必要がある。また、平常時の眼の温度の確からしさを保証するためには、精度よく温度測定を行う必要がある。従って、眼の温度を安定して経時的に測定しなければならない。例えば、家畜が赤外線センサの時定数より早く動く場合には、正確な温度測定を行うことが困難となり、温度の確からしさが低下する。 In order to perform physical condition management using the eye temperature as an index, it is necessary to first know the temperature of the eye during normal times, and therefore it is necessary to continuously measure the temperature over a certain period. In order to guarantee the accuracy of the normal eye temperature, it is necessary to accurately measure the temperature. Therefore, the eye temperature must be stably measured over time. For example, when livestock moves faster than the time constant of an infrared sensor, it is difficult to perform accurate temperature measurement, and the accuracy of temperature decreases.
上記特許文献２では、測定対象の眼の温度を赤外線により測定し、その個体の核心温度を推定する技術が開示されている。しかしながら、自動的且つ経時的に眼の温度を測定する技術や方法については一切開示されていない。また、特許文献１においても、装置が自動的且つ経時的に眼の温度を測定する技術や方法については一切開示されていない。
そこで、本発明は、家畜の眼の温度を自動的且つ経時的に測定して、それらの温度を指標にして、家畜の体調管理を精度よく行うための監視技術を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a monitoring technique for automatically and temporally measuring the temperature of the eyes of livestock, and accurately managing the physical condition of the livestock using those temperatures as an index. .
本発明の一観点によれば、赤外線サーモグラフィーと、家畜の動きを制御する家畜制御装置と、前記赤外線サーモグラフィーにより取得される温度データに基づいて家畜の体調判定を行う情報処理部と、を有する家畜の体調監視装置が提供される。
上記の構成により、家畜の体調を安定して自動的且つ経時的に監視することができる。
According to one aspect of the present invention, a domestic animal having an infrared thermography, a livestock control device that controls movement of the livestock, and an information processing unit that performs physical condition determination of the livestock based on temperature data acquired by the infrared thermography. A physical condition monitoring apparatus is provided.
With the above configuration, the physical condition of livestock can be stably and automatically monitored over time.
前記情報処理部は、家畜の頭部側面の表面温度を前記赤外線サーモグラフィーにより測定する処理を行う温度測定処理部と、前記温度測定処理部により測定された前記頭部側面の表面温度より体調管理温度を検出する温度検出処理部と、を有することを特徴とする。 The information processing unit includes a temperature measurement processing unit that performs a process of measuring the surface temperature of the head side surface of the livestock by the infrared thermography, and a physical condition management temperature based on the surface temperature of the head side surface measured by the temperature measurement processing unit. And a temperature detection processing unit for detecting.
前記温度検出処理部は、一時的に蓄積された前記赤外線サーモグラフィーによる熱画像群の中から、前記各熱画像のコントラストを測定し、測定したコントラストに基づいて前記熱画像を選別する画像選別処理部を有することを特徴とする。
前記温度検出処理部は、前記画像選別処理部により選別された前記熱画像に対して、前期熱画像間の加算処理を行うことを特徴とする。
前記温度検出処理部は、前記赤外線サーモグラフィーによる各熱画像の中の一定範囲内の画素の中から、最高温度を示す画素の温度を抽出する処理を行うことを特徴とする。
The temperature detection processing unit measures the contrast of each thermal image from the thermal image group by the infrared thermography temporarily accumulated, and selects the thermal image based on the measured contrast It is characterized by having.
The temperature detection processing unit performs an addition process between previous thermal images on the thermal image selected by the image selection processing unit.
The temperature detection processing unit performs a process of extracting a temperature of a pixel indicating the highest temperature from pixels within a certain range in each thermal image by the infrared thermography.
さらに、一定期間測定された前記体調管理温度に基づいて、対象となる家畜の体調を判定する基準となる体調判定基準温度を算出し、前記体調管理温度と前記体調判定基準温度との比較により、体調の良・不良を判定する体調管理部を有することを特徴とする。
さらに、前記体調管理温度を、環境温度に基づいて補正する処理を行う第１の補正処理部を有することを特徴とする。
さらに、前記体調判定基準温度を、環境温度に基づいて補正する処理を行う第２の補正処理部を有することを特徴とする。
さらに、前記家畜の個体識別を行う認証部を有し、前記認証部は、家畜に付したタグ、又は、暗視カメラによる耳標の読み取りにより個体識別を行うことを特徴とする。
さらに、前記家畜を検出する家畜検出処理部を有し、前記家畜検出処理部は、所定の場所への家畜の侵入を検出する、又は、所定の場所への家畜の接近、後退を検出することを特徴とする。
Furthermore, based on the physical condition management temperature measured for a certain period of time, calculating a physical condition determination reference temperature as a reference for determining the physical condition of the target livestock, by comparing the physical condition management temperature and the physical condition determination reference temperature, It is characterized by having a physical condition management unit for judging good / bad physical condition.
Furthermore, it has a 1st correction | amendment process part which performs the process which correct | amends the said physical condition management temperature based on environmental temperature.
Furthermore, it has a 2nd correction process part which performs the process which correct | amends the said physical condition determination reference temperature based on environmental temperature.
Furthermore, it has an authentication part which performs the individual identification of the said livestock, The said authentication part performs individual identification by reading the tag attached | subjected to livestock, or the ear mark with a night vision camera.
Furthermore, it has a livestock detection processing unit for detecting the livestock, and the livestock detection processing unit detects the invasion of livestock to a predetermined place, or detects the approach and retreat of the livestock to the predetermined place. It is characterized by.
本発明は、赤外線サーモグラフィーと、家畜の動きを制御する家畜制御装置と、前記赤外線サーモグラフィーにより取得される温度データに基づいて家畜の体調判定を行う情報処理部と、を有する家畜の体調監視用の情報処理装置である。 The present invention provides an infrared thermography, a livestock control device that controls movement of livestock, and an information processing unit that performs physical condition determination of livestock based on temperature data acquired by the infrared thermography, for monitoring the physical condition of livestock. Information processing apparatus.
本発明の他の観点によれば、監視対象となる家畜を検出する家畜検出処理ステップと、家畜の動きを制御する家畜制御ステップと、赤外線サーモグラフィーにより取得される温度データに基づいて家畜の体調判定を行う情報処理ステップと、を有することを特徴とする家畜の体調監視方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a livestock detection processing step for detecting a livestock to be monitored, a livestock control step for controlling the movement of the livestock, and a physical condition determination of the livestock based on temperature data acquired by infrared thermography And an information processing step for performing livestock physical condition monitoring.
本発明は、コンピュータに、上記に記載の家畜の体調監視方法を実行させるためのプログラムであっても良く、当該プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体であっても良い。 The present invention may be a program for causing a computer to execute the above-described livestock physical condition monitoring method, or a computer-readable recording medium for recording the program.
本発明によれば、家畜の体調管理のための監視を自動的に行うことができ、畜主らの労力と測定のためにかかる時間を大幅に低減することができる。 According to the present invention, monitoring for managing the physical condition of livestock can be performed automatically, and the labor and time required for measurement can be greatly reduced.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明を行う。
家畜（被測定体）の体調管理を行うためには、まず、家畜の体温を監視することが重要である。家畜の体温は一般的に直腸温で測定するが、本実施の形態では、直腸温と良好に対応する家畜の眼の温度を測定する。また、主に結膜を対象とすることもできる。
以下では、家畜として、牛（子牛）を例にして説明するが、豚、羊、山羊等、監視対象となる家畜の種類は限定されるものではない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In order to manage the physical condition of livestock (subject to be measured), it is important to first monitor the body temperature of the livestock. The body temperature of livestock is generally measured by rectal temperature, but in this embodiment, the eye temperature of livestock corresponding to the rectal temperature is measured. In addition, the conjunctiva can be mainly targeted.
Below, cattle (calf) will be described as an example of livestock, but the types of livestock to be monitored are not limited, such as pigs, sheep, and goats.
（第１の実施の形態）
図１Ａは、本発明の第１の実施の形態による家畜の体調監視装置の一構成例を示す機能ブロック図である。家畜の体調監視装置は、家畜の眼の温度を自動で測定し、体調を例えば遠隔から監視するための装置である。図１Ａに示すように、家畜の体調監視装置Ａは、例えば、畜舎内に設けられた赤外線サーモグラフィー１と、暗視カメラ２と、家畜の個体識別を行うための認証部３と、畜舎内の温度や外気温等の環境温度を測定する温度計４等のセンサ部と、これらの各機能部１〜４までと、インターフェイス部８を介して有線或いは無線等で接続され、装置全体を制御する、例えばパーソナルコンピュータ等の装置制御部５と、を有している。家畜の体調監視装置Ａは、さらに、家畜の動きを制御する家畜制御装置１５を有している。
(First embodiment)
FIG. 1A is a functional block diagram showing a configuration example of a domestic animal physical condition monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention. The livestock physical condition monitoring device is an apparatus for automatically measuring the temperature of livestock eyes and monitoring the physical condition from a remote location, for example. As shown in FIG. 1A, a livestock physical condition monitoring apparatus A includes, for example, an
装置制御部５は、例えば、監視結果等を監視センタ等の外部に出力する信号出力部７と、以下に説明する情報処理により家畜の体調判定を行う情報処理部１１と、を有している。
尚、装置制御部５は畜舎外に設置されていても良い。
The
The
図１Ｂは、情報処理部（情報処理装置）１１の一構成例を示す機能ブロック図である。図１Ｂに示すように、情報処理部１１は、例えば、認証部３からの信号等に基づいて家畜の検出と個体識別を行う家畜検出処理部１１−１と、赤外線サーモグラフィー１からの信号等に基づいて家畜の頭部側面の表面温度を二次元温度分布（熱画像）で測定する処理を行う温度測定処理部１１−２と、温度測定処理部１１−２により測定された家畜の表面温度から、体調管理温度を検出する処理を行う温度検出処理部１１−３と、体調管理温度の経時的変化に基づいて家畜の体調を判定する体調管理部１１−４と、を有する。温度検出処理部１１−３は、体調管理温度を経時的に測定する。体調管理部１１−４は、体調管理温度の経時的変化により、家畜の体調判定の基準となる体調判定基準温度を算出し、体調判定基準温度と測定された体調管理温度に基づいて体調の良・不良を判定する機能を有する。
FIG. 1B is a functional block diagram illustrating a configuration example of the information processing unit (information processing apparatus) 11. As shown in FIG. 1B, the
尚、体調管理部１１−４により体調不良と判定された場合には、赤外線サーモグラフィー１等の遠隔測定法とは異なる測定方法、例えば直腸温の測定等により２次診断を行っても良い。
When the physical condition management unit 11-4 determines that the physical condition is poor, the secondary diagnosis may be performed by a measurement method different from the remote measurement method such as the
尚、家畜検出処理部１１−１は、後述するように、家畜収容部２７（図２）内への家畜の侵入を検出するようにしても良いし、又は、家畜収容部２７への家畜の接近、後退を検出するようにしても良い。 As will be described later, the livestock detection processing unit 11-1 may detect the invasion of livestock into the livestock storage unit 27 (FIG. 2), or the livestock detection unit 11-1 You may make it detect approach and retreat.
尚、図１Ｂでは、各処理部１１−１から１１−４が、情報処理部１１内に設けられている例を示したが、これらの各処理部１１−１から１１−４のいずれかが、情報処理部１１外に設けられていても良い。
In addition, in FIG. 1B, although each process part 11-1 to 11-4 showed the example provided in the
温度検出処理部１１−３は、熱画像のコントラストに基づいてピンボケでない画像を選別する機能、熱画像の全画素の中から最高温度を検出する機能、最高温度をある一定期間平均化する機能、例えば家畜制御装置１５が家畜の動きを制御している間の最高温度を平均化する機能のうちの少なくとも一つの機能を有している。
The temperature detection processing unit 11-3 has a function of selecting an image that is not out of focus based on the contrast of the thermal image, a function of detecting the highest temperature from all pixels of the thermal image, a function of averaging the highest temperature for a certain period, For example, the
家畜は自由に動き回るため、固定された赤外線サーモグラフィーにより眼の温度を測定するためには、家畜を所定の場所（以下では、家畜収容部で例示する。）にとどめ、動きを制御する必要がある。 Since livestock move freely, in order to measure the eye temperature by means of fixed infrared thermography, it is necessary to keep the livestock in a predetermined place (hereinafter, illustrated as a livestock storage unit) and control the movement. .
図２に、監視対象となる家畜の動きを制御する家畜制御装置１５の一例として、哺乳により子牛の動きを制御することができる哺乳装置の概略図を示す。図２に示すように、家畜制御装置１５は、例えば、粉ミルク貯蔵部２１と、粉ミルクをお湯で溶かしてミルクを作成するミルク作成部２３と、ミルク作成部２３で作成したミルクを、ホース２５を介して家畜収容部２７に入った子牛に提供する哺乳部２６とを有している。
FIG. 2 shows a schematic diagram of a feeding apparatus that can control the movement of the calf by suckling as an example of the
家畜収容部２７に子牛が入ったことを、認証部３（RFIDセンサ或いは暗視カメラ２等を用いることができる）等により検出すると、子牛の頭部側面を赤外線サーモグラフィー１により測定する処理が開始されるように構成されている。
When the authentication unit 3 (RFID sensor or
子牛が家畜収容部２７内で哺乳していることは、タッチセンサ、ミルクを飲むことを検出するセンサ等により検出することもできる。或いは、子牛の家畜収容部２７への接近と後退とを検出し、その間のタイミングにおいて子牛が家畜収容部２７内で哺乳していると判定するようにしても良い。このような構成により、子牛の動きが制御された状態で子牛の頭部側面を安定して測定することができる。 The fact that the calf is sucking in the livestock storage unit 27 can also be detected by a touch sensor, a sensor for detecting drinking milk, or the like. Alternatively, the approach and retreat of the calf to the livestock storage unit 27 may be detected, and it may be determined that the calf is sucking in the livestock storage unit 27 at the timing between them. With such a configuration, the calf's head side surface can be stably measured in a state in which the movement of the calf is controlled.
家畜制御装置１５の他の例としては、ミルキングパーラー等の搾乳装置、給仕装置、給水装置等を用いても良い。
As another example of the
次に、情報処理部１１を中心とした情報処理の流れについて説明する。
図３は、本実施の形態による家畜の体調を自動的に監視する処理の流れを示すフローチャート図である。まず、ステップＳ１（Ｓｔａｒｔ）において、処理が開始され、ステップＳ２において、家畜検出処理部１１−１が家畜を検出する処理を行い、家畜が検出されたか否かを判定する。ステップＳ２において家畜が検出されると（Ｙｅｓ）、ステップＳ３に進み、温度測定処理部１１−２が赤外線サーモグラフィー１により家畜の頭部側面の熱画像を測定する処理を行う。赤外線サーモグラフィー１より出力された熱画像は、装置制御部５内に一時的に蓄積される。この測定処理は、ステップＳ４において測定終了条件が満たされる（家畜が検出されなくなる）まで繰り返され、一連の熱画像群が蓄積される。ステップＳ４において測定終了条件が満たされると（Ｙｅｓ）、赤外線サーモグラフィー１による測定を終了し、ステップＳ５で、温度検出処理部１１−３が、蓄積された熱画像群より、体調管理温度Ｔaを検出する処理を行う。
Next, the flow of information processing centering on the
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing for automatically monitoring the physical condition of livestock according to the present embodiment. First, in step S1 (Start), processing is started, and in step S2, the livestock detection processing unit 11-1 performs processing for detecting livestock, and determines whether livestock has been detected. When a livestock is detected in step S2 (Yes), the process proceeds to step S3, and the temperature measurement processing unit 11-2 performs a process of measuring a thermal image of the head side surface of the livestock by the
次いで、ステップＳ６において、体調管理部１１−４が、体調判定基準温度Ｔbに基づいて、以下の式による判定処理を行い、家畜の体調が良であるか、不良であるかを判定する。
Ｔa＞Ｔb （１）
Then, in step S6, physical condition management unit 11-4, based on the physical condition determination reference temperature T b, performs the determination process by the following formula, or physical condition of livestock is good, whether it is defective.
T a > T b (1)
ステップＳ６において、判定結果がＮｏであれば、その家畜は正常とみなされ、ステップＳ７において、体調判定基準温度Ｔbを更新する。体調判定基準温度Ｔbの更新により、処理が終了する（ステップＳ８）。体調判定基準温度Ｔbの更新値は、例えば、一定期間正常とみなされた時の体調管理温度Ｔaの移動平均により求めることができる。個体毎に正常時の眼の温度がばらつくため、体調判定基準温度Ｔbを更新することにより、個体毎のバラつきの影響を補正することができる。 In Step S6, if the determination result is No, the livestock is regarded as normal, and the physical condition determination reference temperature Tb is updated in Step S7. The process ends when the physical condition determination reference temperature Tb is updated (step S8). Updated value of the physical condition determination reference temperature T b, for example, can be determined by the moving average of the physical condition managing the temperature T a when deemed normal period of time. Since the temperature of the eye in a normal individual to individual varies, by updating the physical condition determination reference temperature T b, it is possible to correct the influence of the variation of each individual.
ステップＳ６において、判定結果がＹｅｓの場合には、家畜が発熱しており体調不良である可能性が高いと判断され、ステップＳ９において、信号出力部７より畜主らに対し通報等を行う。通報には、信号出力部７に有線もしくは無線で接続された、警報灯や携帯端末等を用いることができる。これらにより、処理が終了する（ステップＳ１０：Ｅｎｄ）。
In Step S6, when the determination result is Yes, it is determined that the livestock is fever and it is highly likely that the animal is in poor health. In Step S9, the
以上の情報処理により、家畜制御装置１５により制御されている間における家畜の体調を自動的且つ精度よく監視することができる。
尚、通報を受けた畜主らは、例えば、直腸温の測定を含む２次診断を行ってもよい。
With the information processing described above, the physical condition of the livestock while being controlled by the
The owners who have received the report may make a secondary diagnosis including measurement of rectal temperature, for example.
次に、ステップＳ５の体調管理温度検出処理の一例について説明する。
ステップＳ３においてメモリ等に一時的に蓄積された熱画像群の中から、家畜が赤外線センサの時定数より速く動く（顔を振る等）ことによって生じたピンボケ画像を選別するためには、各熱画像のコントラストを測定し、測定したコントラストに基づき画像選別処理部による処理、すなわち、画像コントラスト判定処理を行う。画像コントラストが設定した基準値に満たない場合は、画像がピンボケであると判定され、その画像は熱画像群の中から除外される。
Next, an example of the physical condition management temperature detection process in step S5 will be described.
In order to select out-of-focus images generated by the livestock moving faster than the time constant of the infrared sensor (shaking their faces, etc.) from the thermal image group temporarily stored in the memory or the like in step S3, The contrast of the image is measured, and based on the measured contrast, processing by the image selection processing unit, that is, image contrast determination processing is performed. When the image contrast is less than the set reference value, it is determined that the image is out of focus, and the image is excluded from the thermal image group.
次に、各熱画像より眼の温度を検出するためには、各熱画像について、最高温度検出処理を行う。最高温度検出処理は、熱画像の中の一定範囲内（例えば、図４に示すような眼周辺に設定された測定枠３１内の領域）の画素の中から、最高温度を示す画素の温度を抽出する処理である。例えば、N枚の熱画像データが取得された場合、N個の最高温度Tmax_m(m=1〜N)が抽出される。 Next, in order to detect the eye temperature from each thermal image, a maximum temperature detection process is performed for each thermal image. In the maximum temperature detection process, the temperature of the pixel indicating the maximum temperature is selected from the pixels within a certain range in the thermal image (for example, the region in the measurement frame 31 set around the eye as shown in FIG. 4). It is a process to extract. For example, when N pieces of thermal image data are acquired, N maximum temperatures Tmax_m (m = 1 to N) are extracted.
次に、以下の式によりTmax_mの平均値を求め、これが体調管理温度Ｔaとなる。
Ｔa=Σ(Tmax_m)/N （２）
体調管理温度Ｔaは、Tmax_mを平均化することで、時間軸におけるバラつきによる誤差を抑えることができる。体調管理温度Ｔaを求めた後、一時的に蓄積された熱画像群は破棄され、体調管理温度Ｔaがメモリ等に保存される。
Then, the average value of Tmax_m by the following equation, which is the physical condition management temperature T a.
T a = Σ (Tmax_m) / N (2)
Physical condition temperature T a, by averaging the Tmax_m, it is possible to suppress the error due to variation in the time axis. After determining the physical condition temperature T a, temporarily stored thermal images are discarded, physical condition managing the temperature T a is stored in a memory or the like.
以上のように、本実施の形態によれば、牛等の家畜の体調を精度よく監視することができる。 As described above, according to the present embodiment, the physical condition of livestock such as cattle can be accurately monitored.
体調管理温度として採用する眼の温度は、測定面積が非常に狭いため、サーモグラフィーの最小検知寸法が十分に小さく（例えば、1.7ｍｍ×1.7ｍｍ）なるように設置する必要がある。最小検知寸法は、サーモグラフィーの性能と測定距離によって決まるが、測定距離を近づけられない場合は、高精細なサーモグラフィーを用いることにより解決することができる。 The eye temperature adopted as the physical condition management temperature has a very small measurement area, and therefore needs to be installed so that the minimum detection size of the thermography is sufficiently small (for example, 1.7 mm × 1.7 mm). The minimum detection dimension is determined by the performance of the thermography and the measurement distance. If the measurement distance cannot be reduced, it can be solved by using a high-definition thermography.
さらに、体調管理温度のみによらず、複数の測定情報に基づいて判定を行うようにしても良い。例えば、体調管理温度と哺乳量とのそれぞれの基準値からのずれ量の２つの測定情報に基づいて体調の良・不良を判定することもできる。 Further, the determination may be made based on a plurality of pieces of measurement information without depending on only the physical condition management temperature. For example, it is possible to determine whether the physical condition is good or bad based on two pieces of measurement information of deviation amounts from the respective reference values of the physical condition management temperature and the feeding amount.
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、周囲の環境温度を考慮した体調管理温度の補正処理を含むものである。すなわち、環境温度に基づいて補正した体調管理温度を求める第１の補正処理部１１ａを設けたものである。図３のステップＳ５において体調管理温度を検出する際に、温度計４で環境温度Ｔambを測定する。そして、例えば、以下の式による補正を行う。
Ｔｃ＝ｆ１（Ｔａ,Ｔamb） （３）
ここで、Ｔｃは補正後の体調管理温度、Ｔａは補正前の体調管理温度、Ｔambは環境温度、ｆ１は環境温度による補正関数である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The present embodiment includes a physical condition management temperature correction process in consideration of the ambient environmental temperature. That is, the first
T c = f 1 (T a , T amb ) (3)
Here, T c is the corrected physical condition managing the temperature, T a is the uncorrected physical condition managing the temperature, T amb is the ambient temperature, f 1 is the correction function due to the environmental temperature.
補正関数ｆ１は、例えば、以下のように求めることができる。
１）家畜群に対して環境温度と体調管理温度の相関関係を示すデータベースを構築し、これらのデータをもとに家畜群に適用できる補正関数を算出し、用いることができる。この場合には、補正処理が簡略化される。
２） １）とは異なり、家畜個体毎に環境温度と体調管理温度の相関関係を示すデータベースを構築し、これらのデータをもとに家畜個体毎に異なる補正関数を算出し、適用することもできる。この場合には、補正精度を向上することができる。
Correction function f 1, for example, can be determined as follows.
1) A database showing the correlation between the environmental temperature and the physical condition management temperature for a livestock group can be constructed, and a correction function applicable to the livestock group can be calculated and used based on these data. In this case, the correction process is simplified.
2) Unlike 1), it is possible to construct a database showing the correlation between environmental temperature and physical condition management temperature for each livestock individual, and to calculate and apply a different correction function for each livestock individual based on these data. it can. In this case, the correction accuracy can be improved.
本実施の形態によれば、周囲の環境温度の影響を抑制して、体調管理温度を精度よく求めることができる。 According to the present embodiment, it is possible to accurately determine the physical condition management temperature while suppressing the influence of the surrounding environmental temperature.
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、周囲の環境温度を考慮した体調判定基準温度Ｔbの補正処理を含むものである。すなわち、環境温度に基づいて補正した体調判定基準温度Ｔbを求める第２の補正処理部１１ｂを設けたものである。図３のステップＳ７において体調判定基準温度Ｔbを更新する際に、温度計４で環境温度Ｔambを測定する。そして、例えば、以下の式による補正を行う。
Ｔｄ＝ｆ２（Ｔb，Ｔamb） （４）
ここで、Ｔdは補正後の体調判定基準温度、Ｔbは補正前の体調判定基準温度、Ｔambは環境温度、ｆ2は環境温度による補正関数である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. This embodiment is intended to include correction of the physical condition determination reference temperature T b in consideration of the ambient environment temperature. That, is provided with a second
T d = f 2 (T b , T amb ) (4)
Here, T d is a physical condition determination reference temperature after correction, T b is a physical condition determination reference temperature before correction, T amb is an environmental temperature, and f 2 is a correction function based on the environmental temperature.
補正関数ｆ2は、例えば、以下のように求めることができる。
１）家畜群に対して環境温度と体調判定基準温度との相関関係を示すデータベースを構築し、これらのデータをもとに家畜群に適用できる補正関数を算出し、用いることができる。この場合には、補正処理が簡略化される。
２） １）と異なり、家畜個体毎に環境温度と体調判定基準温度との相関関係を示すデータベースを構築し、これらのデータをもとに家畜個体毎に異なる補正関数を算出し、適用することもできる。この場合には、補正精度を向上することができる。
The correction function f 2 can be obtained, for example, as follows.
1) A database showing the correlation between the environmental temperature and the physical condition determination reference temperature for the livestock group is constructed, and a correction function applicable to the livestock group can be calculated and used based on these data. In this case, the correction process is simplified.
2) Unlike 1), a database showing the correlation between the environmental temperature and the physical condition judgment reference temperature for each livestock is constructed, and a different correction function is calculated for each livestock based on these data and applied. You can also. In this case, the correction accuracy can be improved.
本実施の形態によれば、周囲の環境温度の影響を抑制して、体調判定基準温度を精度よく求めることができる。 According to the present embodiment, it is possible to accurately determine the physical condition determination reference temperature while suppressing the influence of the ambient environmental temperature.
（第４の実施の形態）
図１Ａに示す認証部３について説明する。認証部３は、家畜の個体識別を行う。認証部３は、例えば、家畜個体毎にＲＦＩＤ(タグ)を取り付けて、リーダにより読み取る方法、又は、暗視カメラにより耳標を読み取る方法等を用いることができる。
(Fourth embodiment)
The
（実施例１）
以下において、上記の実施の形態による監視装置を用いて、自動で子牛の体調監視を行った結果について説明する。
Example 1
Below, the result of having performed the physical condition monitoring of the calf automatically using the monitoring apparatus by said embodiment is demonstrated.
図５は、実際に農場で飼育されている子牛群を対象に本装置の運用試験を実施した結果の一例を示す図である。図５では、個体番号（９０３９８）の牛についての、監視開始から５日間にわたる赤外線サーモグラフィーによる頭部側面の測定結果を示すが、撮影開始ならびに終了の自動化、体調管理温度（図における「＋」マーク部近傍に記載の数字）の経時的且つ連続的測定、暗視カメラによる個体識別、撮影時の飼育環境温度の測定、いずれにおいても長期間にわたって安定的に動作・測定できることを確認した。これに伴い、個体毎の自動的且つ経時的な体調監視が可能であることを確認した。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a result of performing an operation test of the present apparatus on a calf group actually raised on a farm. FIG. 5 shows the measurement result of the head side surface by infrared thermography for the cow of individual number (90398) for 5 days from the start of monitoring, and the automation of the start and end of imaging, physical condition management temperature (“+” mark in the figure) It was confirmed that it was possible to operate and measure stably over a long period of time in any of the following: time-wise and continuous measurement), individual identification with a night vision camera, and measurement of breeding environment temperature at the time of photographing. Along with this, it was confirmed that it was possible to monitor the physical condition of each individual automatically and over time.
（実施例２）
図６は、パラインフルエンザウイルス感染子牛を対象に、直腸温の経時的変化（図６（ａ））と、赤外線サーモグラフィーによる体調管理温度の経時的変化（図６（ｂ））のそれぞれを測定し、比較した図である。縦軸は温度、横軸は、感染後経過日数（ｄｐｉ）である。両者の測定結果を解析したところ、図６に示すように、感染子牛、コントロール（非感染）子牛共に、直腸温と体調管理温度とは、良好な対応関係にあることがわかった。また、感染子牛１（２）および感染子牛２（３）はそれぞれ７dpi、８dpiにおいて、直腸温、体調管理温度共にそれまでの経過とは異なる高温値を示した。すなわち、それぞれの個体はこれらの時点においてウイルス感染に伴い発熱していたことを表している。
(Example 2)
FIG. 6 shows changes in rectal temperature over time (FIG. 6A) and changes in physical condition management temperature by infrared thermography (FIG. 6B) for calves infected with parainfluenza virus. It is the figure which compared. The vertical axis represents temperature, and the horizontal axis represents the number of days after infection (dpi). As a result of analyzing both measurement results, as shown in FIG. 6, it was found that the rectal temperature and the physical condition management temperature are in a good correspondence relationship in both the infected calf and the control (non-infected) calf. Further, the infected calf 1 (2) and the infected calf 2 (3) showed high temperature values different from the previous courses in both rectal temperature and physical condition management temperature at 7 dpi and 8 dpi, respectively. In other words, each individual had fever accompanying virus infection at these points.
以上のように、本実施の形態によれば、家畜の体調を自動的且つ経時的に監視することが可能となり、発熱個体の早期発見、畜主らの労力や時間の低減ならびに労働安全上の著しい改善が可能となる。
従って、家畜の体調管理のための監視を簡便且つ効率よく行えるという利点を有する。
As described above, according to the present embodiment, it becomes possible to monitor the physical condition of livestock automatically and with time, early detection of fever individuals, reduction of labor and time of the owners, and occupational safety. Significant improvements are possible.
Therefore, there is an advantage that monitoring for physical condition management of livestock can be performed easily and efficiently.
上記の処理および制御は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によるソフトウェア処理、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）によるハードウェア処理によって実現することができる。 The above processing and control can be performed by software processing using a CPU (Central Processing Unit) or GPU (Graphics Processing Unit), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or FPGA (Field Programmable Gate) hardware.
また、上記の実施の形態において、添付図面に図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 In the above-described embodiment, the configuration and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited to these, and can be changed as appropriate within the scope of the effects of the present invention. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.
また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれるものである。 Each component of the present invention can be arbitrarily selected, and an invention having a selected configuration is also included in the present invention.
また、本実施の形態で説明した機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。尚、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。 In addition, a program for realizing the functions described in the present embodiment is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed to execute processing of each unit. May be performed. The “computer system” here includes an OS and hardware such as peripheral devices.
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（或いは表示環境）も含むものとする。 Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また前記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。機能の少なくとも一部は、集積回路等のハードウェアで実現しても良い。 The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the above-described functions, or may be a program that can realize the above-described functions in combination with a program already recorded in a computer system. At least a part of the functions may be realized by hardware such as an integrated circuit.
本発明は、家畜の体調監視装置として幅広く利用可能である。 The present invention can be widely used as a physical condition monitoring apparatus for livestock.
Ａ…家畜の体調監視装置、１…赤外線サーモグラフィー、２…暗視カメラ、３…認証部、４…温度計（センサ部）、５…装置制御部、７…信号出力部、８…インターフェイス部、１１…情報処理部（情報処理装置）、１１−１…家畜検出処理部、１１−２…温度測定処理部、１１−３…温度検出処理部、１１−４…体調管理部、１１ａ…第１の補正処理部、１１ｂ…第２の補正処理部、１５…家畜制御装置、２１…粉ミルク貯蔵部、２３…ミルク作成部、２５…ホース、２６…哺乳部、２７…家畜収容部、３１…測定枠。
A ... Livestock condition monitoring device, 1 ... Infrared thermography, 2 ... Night vision camera, 3 ... Authentication unit, 4 ... Thermometer (sensor unit), 5 ... Device control unit, 7 ... Signal output unit, 8 ... Interface unit, DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記温度測定処理部により測定された前記頭部側面の表面温度より体調管理温度を検出する温度検出処理部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の家畜の体調監視装置。 The information processing unit is a temperature measurement processing unit that performs a process of measuring the surface temperature of the head side surface of the livestock by the infrared thermography,
The domestic animal physical condition monitoring apparatus according to claim 1, further comprising: a temperature detection processing unit that detects a physical condition management temperature from a surface temperature of the side surface of the head measured by the temperature measurement processing unit.
一時的に蓄積された前記赤外線サーモグラフィーによる熱画像群の中から、前記各熱画像のコントラストを測定し、測定したコントラストに基づいて前記熱画像を選別する画像選別処理部を有することを特徴とする請求項２に記載の家畜の体調監視装置。 The temperature detection processing unit
An image selection processing unit that measures the contrast of each thermal image from the thermal image group by the infrared thermography temporarily accumulated and selects the thermal image based on the measured contrast is provided. The domestic animal physical condition monitoring apparatus according to claim 2.
前記画像選別処理部により選別された前記熱画像に対して、前記熱画像間の加算処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の家畜の体調監視装置。 The temperature detection processing unit
The livestock physical condition monitoring apparatus according to claim 3, wherein an addition process between the thermal images is performed on the thermal images selected by the image selection processing unit.
前記赤外線サーモグラフィーによる各熱画像の中の一定範囲内の画素の中から、最高温度を示す画素の温度を抽出する処理を行うことを特徴とする請求項２から４までのいずれか１項に記載の家畜の体調監視装置。 The temperature detection processing unit
5. The process according to claim 2, wherein a process of extracting a temperature of a pixel showing a maximum temperature from pixels within a predetermined range in each thermal image by the infrared thermography is performed. Livestock health monitoring device.
一定期間測定された前記体調管理温度に基づいて、対象となる家畜の体調を判定する基準となる体調判定基準温度を算出し、前記体調管理温度と前記体調判定基準温度との比較により、体調の良・不良を判定する体調管理部を有することを特徴とする請求項２から５までのいずれか１項に記載の家畜の体調監視装置。 further,
Based on the physical condition management temperature measured for a certain period of time, calculate a physical condition determination reference temperature as a reference for determining the physical condition of the target livestock, and by comparing the physical condition management temperature and the physical condition determination reference temperature, The physical condition monitoring apparatus for livestock according to any one of claims 2 to 5, further comprising a physical condition management unit for determining good or bad.
前記体調管理温度を、環境温度に基づいて補正する処理を行う第１の補正処理部を有することを特徴とする請求項２から６までのいずれか１項に記載の家畜の体調監視装置。 further,
The livestock physical condition monitoring apparatus according to any one of claims 2 to 6, further comprising a first correction processing unit that performs a process of correcting the physical condition management temperature based on an environmental temperature.
前記体調判定基準温度を、環境温度に基づいて補正する処理を行う第２の補正処理部を有することを特徴とする請求項６に記載の家畜の体調監視装置。 further,
The livestock physical condition monitoring apparatus according to claim 6, further comprising a second correction processing unit that performs a process of correcting the physical condition determination reference temperature based on an environmental temperature.
前記家畜の個体識別を行う認証部を有し、
前記認証部は、家畜に付したタグ、又は、暗視カメラによる耳標の読み取りにより個体識別を行うことを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の家畜の体調監視装置。 further,
Having an authentication unit for individual identification of the livestock,
The livestock physical condition monitoring apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the authentication unit performs individual identification by reading a tag attached to livestock or an ear mark by a night vision camera. .
前記家畜を検出する家畜検出処理部を有し、
前記家畜検出処理部は、所定の場所への家畜の侵入を検出する、又は、所定の場所への家畜の接近、後退を検出することを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載の家畜の体調監視装置。 further,
A livestock detection processing unit for detecting the livestock;
The livestock detection processing unit detects invasion of livestock to a predetermined place, or detects approach or retreat of livestock to a predetermined place. The physical condition monitor for livestock described in 1.
家畜の動きを制御する家畜制御ステップと、
赤外線サーモグラフィーにより取得される温度データに基づいて家畜の体調判定を行う情報処理ステップと、を有することを特徴とする家畜の体調監視方法。 Livestock detection processing steps for detecting livestock to be monitored;
Livestock control step for controlling the movement of livestock;
An information processing step for performing physical condition determination of livestock based on temperature data acquired by infrared thermography, and a physical condition monitoring method for livestock.
A livestock physical condition monitoring program for causing a computer to execute the livestock physical condition monitoring method according to claim 12.
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