JP2018533367A - 雛の健康状態及び性別を判定するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

雛を支持するための第１移動プラットフォームと、第１画像取り込み装置と、健康な雛及び不健康な雛に関連するデジタル画像のライブラリを有する第１データベースと、画像取り込み装置及びデータベースと通信するコンピュータープロセッサとを有する雛の相対的な健康状態を判定するための第１システム。雛の性別を判定する第２システムは、第２移動プラットフォームと、第２画像取り込み装置と、雛にその翼を開かせるために雛に向けられる刺激手段とを含む。第２システムはまた、第２移動プラットフォーム上の雛の品種の雄雛及び雌雛の翼の模様を有する第２データベースと、第２画像取り込み装置及び第２データベースと通信する第２コンピュータープロセッサとを含む。

Description

（優先権）
本出願は、２０１５年１１月１３日に出願された米国仮特許出願第６２／２５４，７３７号及び２０１６年６月１４日に提出された米国仮特許出願第６２／３４９，９８１号の優先権を主張する。それぞれの内容は、その全体が本明細書に組み込まれるものとする。

本明細書に記載の実施形態は、初生雛の相対的な健康状態及び性別を検出するためのシステム及び方法を対象とする。不健康な雛に関しては、病気又は怪我が検出されると、それらは群れから引き離される。性別の判定に関しては、一度検出されると、雛は性別で分けられる。

現代の量産環境で処理される家禽には、本質的にブロイラー、種鶏及び産卵鶏の３種類がある。ブロイラーは、人の食用に育てられて成熟すると屠殺される。種鶏は、ブロイラー又は産卵鶏を繁殖させるために飼育され、産卵鶏は、人及び動物の食用の卵を産むために飼育される。いずれの場合も、雛が孵化すると、それらはすぐに処理され、それらの一生の次の段階に移される。初生雛は、病気及び感染に対して弱い。雛が孵化及び居住する混雑した状態が原因で、異常な状態又は病気で生まれた雛は、周囲の他の多くの雛に感染させる立場にある。したがって、他の雛に病気をもたらす可能性のある病気又は先天性異常を有する雛を取り除くことは、群れの健康にとって非常に重要である。また、深刻な病気の雛又は身体障害のある雛を、それら自身に更なる損傷を引き起こす前に人道的に安楽死させて処分することができるように取り除くことは、人道的なことである。

ブロイラーの初生雛は、孵化場で迅速に処理され、「成育場」に迅速に輸送され、そこで食用の所望の体重まで居住し且つ成長する。

一部の雛を苦しめる２つの一般的な病気がある。１つ目は、卵黄嚢の吸収後に腹壁が閉鎖しないことである。このような場合、雛は開いた腹腔を持って孵化する。この状態は、一般的に致命的である。長時間に亘って検出されないと、開いた創傷はその領域に望ましくない細菌及び感染を引き付け、最終的には雛の死を招く。

２つ目の障害は、奇形の又は障害を持った脚又は足又は奇形の嘴又は目である。奇形の脚又は足を持った雛は、大規模飼養環境の厳しさに耐えて「成育場」で適切な飼料と水を得ることができず、結果的に健康な仲間と同じように成長することはない。したがって、それらは可能な限り迅速に除去する必要がある。

したがって、初生雛を迅速且つ効率的に検査して、それらが家禽生産環境の厳しさに耐えるのに十分なほど健康であるか否かを判定する必要がある。また、初生雛の身体的異常を迅速且つ効率的に検出し、そのような異常を有する初生雛をそうでない健康な群れから引き離すことができるようにする必要がある。

雛の早期性別判定も、雄雌をできるだけ早く分けることを確実にして適切な資源の効率的な投資を確実にするために家禽生産において重要である。産卵鶏の雄は価値がなく、同様に必要とされる種鶏の雄の数は限られている。ブロイラーの場合、雄のブロイラーは望ましくない。飼料要求率（ＦＣＲ）、すなわち体重当たりの飼料のコストが、ブロイラーの雄が好ましくないことの主な要因である。

初生雛の性別を判定することは、１９００年代初めから家禽産業において一般的なことであった。手作業による肛門及び羽毛の雌雄鑑別が、雄雌の雛を分けるのに業界で長年にわたり利用されてきた。どちらの方法も、雛を手で扱うことによって雛に好ましくなく、雌雄判別済みの雛の７日間の死亡率を増加させると考えられる。

雛の翼羽によって初生雛の性別を判定できることが知られている。翼角における羽の模様と長さは、雄雌の初生雛の間で異なる。しかしながら、雛の羽を手で開かせる現在の方法は、雛の病気及び怪我の可能性を増加させる。また、手作業による方法は労働集約的であり、時間の経過とともに労働者に反復性の傷害を引き起こす可能性がある。

したがって、初生雛の性別を判定し且つ続いて性別で初生雛を分けるために初生雛を迅速且つ自動的に検査する必要がある。

本明細書に記載の実施形態は、移動プラットフォーム上に雛を配置するための装置と、移動プラットフォーム上の雛の少なくとも１つの電子画像を取り込むための画像取り込み装置とを有するシステムを含む。システムは、雛の品種の範囲内の健康な雛及び不健康な雛の電子画像を含むデータベースと、画像取り込み装置及びデータベースと通信する画像処理装置とを更に含む。取り込んだ雛の画像が画像処理装置に送られると、雛画像のデータベースと比較され、雛の画像がデータベースの健康な雛の画像から逸脱するか又は不健康な雛の画像と一致するか又は異常を示す場合、雛を群れから引き離す。

配置用装置はコンベヤーであることができる。雛の撮影画像は、正面画像であることができる。雛の撮影画像は、雛の胴体の画像であることができる。雛の撮影画像は、雛の脚、顔、足の画像であることができる。

本明細書に記載された実施形態は、初生雛の健康状態を判定する方法であって、移動プラットフォーム上に雛を配置するステップと、移動プラットフォーム上の雛の少なくとも１つの電子画像を取り込むステップとを含む方法を更に含む。方法はまた、雛の品種の範囲内の健康な雛の電子画像を含むデータベースを提供することと、画像取り込み装置及びデータベースと通信する画像処理装置を提供することとを含む。方法は、取り込んだ画像をデータベース内の電子画像と比較することと、取り込んだ画像がデータベース内の画像から逸脱するか否かを判定することとを更に含む。

本明細書に記載の実施形態は、雛に翼を広げさせるための装置と、雛の翼が広げられたときに雛の翼の少なくとも１つの電子画像を取り込むための画像取り込み装置とを有するシステムを更に含む。システムは、雛の品種の範囲内の雄雌の翼の模様の電子画像を含むデータベースと、画像取り込み装置及びデータベースと通信する画像処理装置とを更に含む。取り込んだ雛の翼の画像が画像処理装置に送られると、雛の性別を判定するためにその品種の雛の翼の模様のデータベースと比較される。

雛に翼を広げさせるための装置は、好ましくは、傾斜コンベヤー又はヒンジで連結されたプラットフォームである。画像取り込み装置は、デジタルカメラであることができる。雛の撮影画像は正面画像であることができる。

本明細書の実施形態はまた、雛の性別を判定する方法であって、雛を支持するための移動プラットフォームを提供するステップと、雛にその翼を広げさせるための少なくとも１つの刺激を導入するステップと、雛がその翼を広げたときに雛の少なくとも１つの画像を取り込むステップとを含む方法を記載している。方法は、デジタル画像のライブラリを有するデータベースを提供することと、画像取り込み装置及びデータベースと通信するコンピュータープロセッサを提供することとを更に含む。雛がその翼を広げた後、翼の画像が撮影される。雛の翼の画像は、雛の性別を判定するためにデジタル画像のライブラリと比較される。

実施形態の他の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明を読み、図面を参照することによって明らかになるであろう。
第１実施形態の一部の斜視図である。 第１実施形態の側面概略図である。 第１実施形態の第１傾斜コンベヤーの拡大斜視図である。 図２の第１実施形態の一部の拡大側面概略図である。 第１実施形態のアクチュエーターの伸長位置と収縮位置の両方の図式的な表示である。 第１実施形態の第２傾斜コンベヤーの拡大斜視図である。 第１実施形態の様々な要素の通信の図式的な表示である。 図６の第１実施形態の側面概略図である。本明細書に記載された実施形態は、限定を意図するものではない。実施形態は、本明細書で定められるすべての代替物、改変物及び等価物を含むことが意図される。

本明細書の実施形態は、雛の相対的な健康状態及び性別を判定するためのシステム及び方法に重点を置いている。図１に示す第１実施形態１０は、孵化場において雛１４を移動する第１コンベヤー１２を含む。雛１４は他のコンベヤー及び仕切りによって予め分離され、現在は縦一列で第１コンベヤー１２に沿って移動していることを理解されたい。第１コンベヤー１２は、第１コンベヤー上の雛１４の存在を感知するために存在センサー１６を有する。１つ以上のカメラ１８が、第１コンベヤー１２の経路に沿って配置される。カメラ１８は、雛の腹部、脚及び足に焦点を合わせることができるように、雛１４の体と同じ高さのコンベヤーの端部に配置されることが好ましい。また、カメラ１８は、雛に焦点を合わせることができるが、第１コンベヤーに沿った雛の移動を妨げないように、第１コンベヤー１２の上空に装着されることができる。コンベヤーという用語は、物体（この場合は動物）を第１位置から第２位置に運ぶことができる任意のタイプのハンドリング機構を意味すると理解される。コンベヤーという用語は、コンベヤーベルト、移動プラットフォームなどを含むが、これらに限定されない。

カメラ１８は、好ましくは、各雛１４が第１コンベヤー１２に沿って移動するときに各雛１４のライブビデオ映像を撮影することができるビデオカメラである。カメラ１８は、マスターシステムコントローラ４４及びコンピュータープロセッサ３２（図７）と通信する。コンピュータープロセッサ３２は、健康な雛１４及び不健康な雛１４の画像のデータベースを含む。コンピュータープロセッサ３２は、カメラ１８からの画像を受信して処理し、雛画像が更なる注意を必要とする異常又は不整の兆候を示すか否かを判定するように設計される。このプロセスの詳細については後述する。

図２に示すように、傾斜コンベヤー２０が、第１コンベヤー１２に隣接し且つ第１コンベヤー１２の下に配置される。第１傾斜コンベヤー２０は、水平線に対して角度θで配向される。

第１傾斜コンベヤー２０は、近位端２２と遠位端２４とを有する。傾斜コンベヤー２０は、傾斜コンベヤーを支持するフレーム２６を有する（図４）。傾斜コンベヤー２０のフレーム２６は、近位端２２において、システム全体のフレーム構造などの固定構造物に回転可能に連結される。フレーム２６は、雛が傾斜コンベヤー２０から脱落するのを防止する一対のレール２８を支持する。

図３〜５に示すアクチュエーター３０は、傾斜コンベヤー２０のフレーム２６に、またシステム全体のフレーム構造などの支持構造物に固定的に連結される。アクチュエーター３０は、通常、伸長位置で傾斜コンベヤー２０を支持するように配置される。作動させると、アクチュエーター３０は収縮して傾斜コンベヤー２０のフレーム２６をその近位端２２の周りで旋回させ、遠位端２４を更に下方に旋回させて角度θを増大させる。アクチュエーター３０は、アクチュエーターを遠隔制御するコンピュータープロセッサ３２と通信する。

図２に戻って、第３コンベヤー３４が、傾斜コンベヤー２０の下に配置され、傾斜コンベヤーがその伸長位置にあるときに傾斜コンベヤー２０から雛１４を受け入れるように配置される。第４コンベヤー３６が、傾斜コンベヤー２０の更に下に配置され、収縮させたときの傾斜コンベヤー２０に対して垂直に向けられる。第４コンベヤー３６は、傾斜コンベヤー２０がアクチュエーター３０によって引っ込められたときに傾斜コンベヤー２０から雛１４を受け入れる。このことについては以下でより詳細に説明する。

図２及び６に示す第２傾斜コンベヤー３８が、第３コンベヤー３４のすぐ下に配置され、第３コンベヤー３４から雛１４を受け入れる。第２存在センサー４０が、第３コンベヤー３４の端部に配置される。第２存在センサー４０は、第２傾斜コンベヤー３８の経路に沿って雛１４の存在を感知する。

カメラ１８は、第３コンベヤー３４の端部に、及び第２傾斜コンベヤー３８の経路に沿った１つ以上の地点に配置される（図６）。カメラ１８は、雛１４が通過する際に雛１４の翼の模様に焦点を合わせるように配置される。

ファン４２が、第２傾斜コンベヤー３８の経路に沿って配置される（図６）。ファン４２は、雛１４が通過するときに空気を上方に導くように配置される。ファンの作動は、マスターコントロールシステム４４によって制御される。マスターコントロールシステムは、コンピュータープロセッサ３２と通信する（図７）。

図６に示す振動機構４６が、第２傾斜コンベヤー３８に固定される。使用中、振動機構４６は、第２傾斜コンベヤー３８を振動させる。振動機構４６は、マスターコントロールシステム４４と通信する。ストロボライト４７が、コンベヤー３８の端部に向かってコンベヤー３８の経路の上方に配置される。ストロボライト４７もまた、マスタコントローラ４４と通信する。

図２に示すように、第５コンベヤー４８が、第２傾斜コンベヤー３８の端部に配置される。第５コンベヤー４８は、第２傾斜コンベヤー３８から降りるこれらの雛１４を受け入れる。第６コンベヤー５０が、第２傾斜コンベヤー３８のすぐ下に且つ第２傾斜コンベヤー３８に対して垂直に配置される。第６コンベヤー５０は、第２傾斜コンベヤー３８がその引っ込められた位置にあるときに第２傾斜コンベヤー３８から離れるように動かされるこれらの雛１４を受け入れる。このプロセスを以下でより詳細に説明する。

コンピュータープロセッサ３２は、そこに格納されている様々なニワトリ品種の雛の翼の模様のデジタル画像のライブラリを有するデータベースを含む。コンピュータープロセッサ３２（図７）はまた、マスターコントロールシステム４４を介して第２存在センサー４０、カメラ１８、及びアクチュエーター３０（図６）と通信する。更に、コンピュータープロセッサ３２は、コンベヤーの速度を制御し、全体的な運転機能を制御するマスターコントロールシステム４４と通信する。マスターコントロールシステム４４は、前述のそれぞれの開始及び停止をマスターコントロールシステムによって制御することができるように、カメラ１８、ファン４２、及び振動機構４６（図６）と電子的に通信する。前述の要素間の通信の図式的な表示を図７に示す。

使用するとき、雛１４が孵化した後、雛１４は最初に処理され、最終的に第１コンベヤー１２上に移動される。新たに孵化した雛１４をコンベヤー１２に移動させるために使用することができる一連の他のコンベヤー及び仕切りなど（図示せず）が存在し得ることに留意されたい。ただし、このような機器及び詳細な実施についてはここでは説明しない。

雛１４が第１コンベヤー１２に沿って移動するとき、第１存在センサー１６は、第１コンベヤー１２に沿って移動する雛の存在を検出する（図２）。存在センサー１６は、コンピュータープロセッサ３２と通信し、コンピュータープロセッサ３２は、第１コンベヤー１２の経路の端部で且つ第１コンベヤー１２の経路の上に及び傾斜コンベヤー２０に沿って配置されたカメラ１８を作動させる（図３）。カメラ１８は、雛の少なくとも１つの画像を撮影する。好ましくは、カメラ１８は、雛の腹部、脚、顔の特徴及び足のビデオ画像を撮影することができる。

１つ又は複数の画像は、コンピュータープロセッサ３２に電子的に伝達される（図７）。コンピュータープロセッサ３２は、画像を処理し、それらの画像を同じ品種の健康な雛及び不健康な雛のデータベース内の画像と比較する。カメラ画像をデジタル画像ライブラリと比較する際に、コンピュータープロセッサ３２は、データベース内の標準画像から得られる画像における異常又は逸脱を検出することができる。撮影画像に逸脱が検出された場合、コンピュータープロセッサ３２は、より注意を必要とする異常又は障害としてこのような逸脱を登録する。

したがって、コンピュータープロセッサは、その結果をマスターコントロールシステム４４と通信し、マスターコントロールシステム４４はアクチュエーター３０を作動させる（図４）。これにより、第１傾斜コンベヤー２０の近位端２２が旋回し、遠位端２４が下方に揺動して角度θを増大させる。ある角度θで、雛１４は、第１傾斜コンベヤー上に留まることができず、更なる手作業による検査のために第４コンベヤー３６（図２）上に落とされる。雛が健康でない場合、雛は他の健康な群れから分離される。雛が実際には健康であれば、雛は更なる処理のために群れに戻される。

雛が第４コンベヤー３６に移されると、アクチュエーター３０（図５）が反転され、第１傾斜コンベヤー２０をその伸長位置に戻させる。これにより、第１傾斜コンベヤー２０の遠位端２４は近位端２２がそれ自体の周りで旋回するにつれて上方に揺動し、角度θが減少する。アクチュエーターが第１傾斜コンベヤー２０をその元の位置に戻すと、別の雛１４を受け入れることができる。このようにして、健康な雛のみが第３コンベヤー３４に進むことを許される。

健康な雛が第３コンベヤー３４に進むと、第２存在センサー４０（図６）が第３コンベヤー３４上の雛の存在を検出する。第２存在センサー４０は、コンピュータープロセッサ３２及びマスターコントロールシステム４４（図７）と通信して、第２傾斜コンベヤー３８に隣接するカメラ１８、ファン４２、ストロボライト４７及び振動機構４６を作動させる。

第３コンベヤー３４に沿った移動の最後に、雛は第２傾斜コンベヤー３８上に移動する。この時点で、雛は、第２傾斜コンベヤー３８に直面し、雛の足から雛の顔面及び頭部に向かって上向きに吹く空気がファン４２によって形成される。また、振動機構４６の作動の結果として、第２傾斜コンベヤー３８の表面が振動している。上向きに吹く空気と振動する面は、雛にバランスを失ったように感じさせる。そのバランスを取り戻すために、雛は翼を持ち上げて羽ばたき始める。そのとき、カメラ１８は開いた翼の模様の画像を撮影する。ストロボライト４７の点滅もまた、雛に同様の刺激効果があると予想される。

画像はコンピュータープロセッサ３２と通信され（図７）、コンピュータープロセッサ３２が画像を処理し、それらをその品種の雛のデータベース内の雄雌の翼の模様の画像と比較する。画像を比較することで、コンピューターは当該雛の性別を判定することができる。コンピュータープロセッサ３２が雛を雌であると判定すると、雛は第５コンベヤー４８に進むことを許され、第５コンベヤー４８において雛は木箱に詰められ、成育場に移される。雛が雄であると判定されると、コンピュータープロセッサ３２がアクチュエーター３０を作動させ、アクチュエーター３０が収縮し、第２傾斜コンベヤー３８を旋回させ、遠位端２０を下方に揺動させて角度θを増大させる。ある角度θで、雛１４は第２傾斜コンベヤー３８の上に留まることができず、更なる処理のために別のコンベヤー５０上に落とされる。雛は性別で分けられ、別々に処理される。

雄の雛１４が別のプラットフォームに移されると、マスターコントロールシステム４４はアクチュエーター３０を停止させる（図６）。これにより、第２傾斜コンベヤー３８がその伸長位置に戻る。これにより、第２傾斜コンベヤー３８の遠位端２０は近位端１８がそれ自体の周りで旋回するにつれて上方に揺動し、角度θが減少する。アクチュエーター３０が第２傾斜コンベヤー３８をその元の位置に戻すと、別の雛を受け入れることができる。

したがって、本明細書の実施形態は、上記の目的、目標及び利点を完全に満たすことが明らかである。前述の説明を考慮すれば、多くの代替物、改変物及び変形物が当業者に明らかであることが分かる。したがって、添付の特許請求の範囲の主旨及び範囲内にあるようなこのような代替物、改変物及び変形物のすべてを含むことが意図される。

Claims (20)

1. 雛の性別を判定するシステムであって、
   雛を支持する移動プラットフォームと、
   前記雛にその翼を開かせる少なくとも１つの刺激手段と、
   前記雛の少なくとも１つの画像を取り込むための画像取り込み装置と、
   デジタル画像のライブラリを有するデータベースと、
   前記画像取り込み装置及び前記データベースと通信するコンピュータープロセッサであって、それによって前記雛の画像が前記雛の性別を判定するために前記デジタル画像のライブラリと比較されるコンピュータープロセッサと
   を含むシステム。
2. 前記カメラ、移動プラットフォーム、データベース、コンピュータープロセッサ及び移動プラットフォームと通信するマスターコントロールシステムを更に含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記刺激手段は傾斜コンベヤーベルトである、請求項１に記載のシステム。
4. 前記刺激手段は振動コンベヤーベルトである、請求項１に記載のシステム。
5. 前記刺激手段はストロボライトである、請求項１に記載のシステム。
6. 前記刺激手段は、前記雛に吹き付ける空気の流れである、請求項１に記載のシステム。
7. 前記デジタル画像のライブラリは雛の品種に特有である、請求項１に記載のシステム。
8. 前記デジタル画像は翼の模様である、請求項５に記載のシステム。
9. 初生雛の健康状態を判定するシステムであって、
   雛がその上に配置される移動プラットフォームと、
   前記移動プラットフォーム上の前記雛の少なくとも１つの電子画像を取り込むための画像取り込み装置と、
   前記雛の品種の範囲内の健康な雛及び不健康な雛の電子画像を含むデータベースと、
   前記画像取り込み装置及び前記データベースと通信するコンピューター化された画像処理装置であって、それによって取り込んだ前記雛の画像が前記コンピューター化された画像処理装置に送られ、そこで前記データベースと比較され、前記雛の画像が前記データベース内の画像から逸脱する場合、移動している前記雛が群れから分離される、コンピューター化された画像処理装置と
   を含むシステム。
10. 前記画像は足、顔及び脚の画像である、請求項９に記載のシステム。
11. 取り込んだ前記画像は腹部の画像である、請求項９に記載のシステム。
12. 前記プラットフォームの位置を変更するための装置を更に含む、請求項１に記載のシステム。
13. 初生雛の健康状態及び性別を判定するためのシステムであって、
    雛がその上に配置される第１移動プラットフォームと、
    前記第１移動プラットフォーム上の前記雛の少なくとも１つのデジタル画像を取り込むための第１画像取り込み装置と、
    前記雛の品種の範囲内の健康な雛及び不健康な雛のデジタル画像を含む第１データベースと、
    第２移動プラットフォームと、
    前記第２移動プラットフォームに適用される少なくとも１つの刺激手段と、
    前記第２移動プラットフォーム上の前記雛の第２デジタル画像を取り込むための第２画像取り込み装置と、
    雛の性別ごとの翼の模様のデジタル画像を含む第２データベースと、
    前記第１及び第２画像取り込み装置及び前記第１及び第２データベースと通信するコンピューター化された画像処理装置と
    を含み、それによって取り込んだ前記雛の第１画像が前記コンピューター化された画像処理装置によって処理され、そこで前記第１データベースと比較され、健常な雛が不健康な雛から分離され、前記健康な雛は前記第２移動プラットフォームに移動し、そこで取り込んだ前記健康な雛の第２画像が前記コンピューター化された画像処理装置によって処理され、そこで前記雛の性別を判定するために前記第２データベースと比較され、前記雛は性別によって分けられる、システム。
14. 前記雛は位置変更装置によって分けられる、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記位置変更装置は傾斜コンベヤーを含み、前記傾斜コンベヤーは、前記傾斜コンベヤー上の雛がもはやその上に留まることができずに異なる面に落下するように一端を中心に旋回するべく作動される、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記刺激手段は、前記第２移動プラットフォームに加えられる強制空気、ストロボ発光、及び振動を含むが、これらに限定されない、請求項１３に記載のシステム。
17. 前記第１画像取り込み装置は、前記雛の腹部、脚又は足の画像を取り込む、請求項１３に記載のシステム。
18. 前記雛は生後１日未満である、請求項１３に記載のシステム。
19. 前記第１又は第２移動プラットフォームは傾斜している、請求項１３に記載のシステム。
20. 前記第２画像取り込み装置によって取り込まれたデジタル画像は、前記雛の翼である、請求項１３に記載のシステム。

Images