JP2019045478A - 家畜の体重推定装置及び家畜の体重推定方法 - Google Patents

家畜の体重推定装置及び家畜の体重推定方法 Download PDF

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Abstract

【課題】多大な労力を要さずに家畜の体重を精度良く求めることができる家畜の体重推定装置及び家畜の体重推定方法を提供する。【解決手段】体重推定装置4は、照射装置2から複数のスリットレーザ光が家畜の体長方向に所定間隔で照射されることで家畜の体表面に現れる、各スリットレーザ光に対応する複数の輝線を撮像装置3に撮像させて、各輝線の形状を取得する輝線形状取得部152と、輝線形状取得部152によって取得された各輝線の形状に対応した、家畜の断面形状を推定する断面形状推定部153と、断面形状推定部153によって推定された複数の断面形状に基づいて、家畜の体長及び胸囲を推定する体長胸囲推定部155と、体長胸囲推定部155によって推定された体長及び胸囲に基づいて、家畜の体重を推定する体重推定部156と、を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、家畜の体重推定装置及び家畜の体重推定方法に関する。
従来、豚等の家畜は、飼育中に体重が測定されている。体重計を用いて家畜の体重を測定する場合には、家畜が体重計の上で動くため、測定が困難である。一方で、下記の非特許文献1に記載のように、家畜の体長や胸囲を測定し、所定の体重式に代入することで、家畜の体重を求める手法が提案されている。
浅井孝康、他5名、「大型種(LW)の肉豚における簡易体重計算法」、日豚研誌、1969年4月、第6巻、第1号、p.1−5
しかし、非特許文献1に記載の手法では、測定者が家畜の体長や胸囲を直接測定する必要があるが、豚等の家畜は測定の際に動くため、測定のために多大な労力と時間を要することになっていた。
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、多大な労力を要さずに家畜の体重を精度良く求めることを目的とする。
本発明の第1の態様においては、照射装置から複数のスリットレーザ光が家畜の体長方向に所定間隔で照射されることで前記家畜の体表面に現れる、各スリットレーザ光に対応する複数の輝線を撮像装置に撮像させて、各輝線の形状を取得する輝線形状取得部と、前記輝線形状取得部によって取得された各輝線の形状に対応した、前記家畜の断面形状を推定する断面形状推定部と、前記断面形状推定部によって推定された複数の前記断面形状に基づいて、前記家畜の体長及び胸囲を推定する体長胸囲推定部と、前記体長胸囲推定部によって推定された前記体長及び前記胸囲に基づいて、前記家畜の体重を推定する体重推定部と、を備える、家畜の体重推定装置を提供する。
本発明の第2の態様においては、撮像装置によって撮像された家畜の立体画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部によって取得された前記立体画像から、前記家畜の体長方向において所定間隔毎の輪郭画像を抜き出して、前記家畜の断面形状を推定する断面形状推定部と、前記断面形状推定部によって推定された複数の前記断面形状に基づいて、前記家畜の体長及び胸囲を推定する体長胸囲推定部と、前記体長胸囲推定部によって推定された前記体長及び前記胸囲に基づいて、前記家畜の体重を推定する体重推定部と、を備える、家畜の体重推定装置を提供する。
また、前記輝線形状取得部によって取得された前記輝線は、円弧状の形状であり、前記断面形状推定部は、前記輝線の形状を円近似して、前記家畜の枝肉の断面形状を推定することとしてもよい。
また、前記輪郭画像は、前記家畜の断面輪郭の一部分を示し、前記断面形状推定部は、前記一部分の断面輪郭を円近似して、前記家畜の枝肉の断面形状を推定することとしてもよい。
また、前記家畜の体重推定装置は、家畜の基準となる断面形状を示す基準断面モデルを記憶する記憶部を更に備え、前記断面形状推定部は、前記基準断面モデルを前記断面輪郭に合うように変形し、変形後の基準断面モデルに基づいて断面形状を推定することとしてもよい。
また、前記家畜の体重推定装置は、前記撮像装置による前記家畜の撮像時に、前記家畜の背筋の位置と方向を指示するように前記撮像装置の撮像方向に線状の可視レーザ光を前記家畜の体表面の背筋の位置に照射させる照射制御部を更に備え、前記断面形状推定部は、前記可視レーザ光によって前記体表面に現れるマーカーに基づいて前記撮像装置の撮像姿勢を特定することで前記撮像装置の撮像画像から前記家畜の背筋の位置を求め、求めた前記背筋の位置を前記断面形状の頂点とすることとしてもよい。
また、前記家畜の体重推定装置は、前記断面形状推定部が推定した複数の前記断面形状の頂点に基づいて、前記家畜の背筋を推定する背筋推定部を更に備え、前記体長胸囲推定部は、前記背筋推定部が推定した前記背筋の長さに基づいて、前記家畜の体長を推定することとしてもよい。
また、前記家畜の体重推定装置は、前記体重推定部が推定した体重を示す体重情報を、前記体重が推定された家畜の体表面に投影させる投影制御部を更に備えることとしてもよい。
また、前記家畜の体重推定装置は、前記撮像装置によって撮像された前記家畜の輪郭を示す輪郭画像から、前記家畜の尾の付け根及び耳の位置を特定する位置特定部を更に備え、前記体長胸囲推定部は、前記位置特定部によって特定された前記尾の付け根の位置と前記耳の位置との間の距離を、前記家畜の体長として推定することとしてもよい。
また、前記位置特定部は、前記輪郭画像と、予め前記家畜の尾の付け根及び周辺部を示す基準画像とをマッチングして、尾の付け根の位置を特定することとしてもよい。
また、前記位置特定部は、前記輪郭画像中の輪郭線から前記家畜の体長方向に沿った中心線と、前記中心線の法線方向での前記輪郭線の幅の大きさを示す体幅線とを求め、求めた前記中心線と前記体幅線に基づいて、前記耳の位置を特定することとしてもよい。
また、前記位置特定部は、前記輪郭画像中の輪郭線から前記家畜の体長方向に沿った中心線と、前記中心線の法線方向での前記輪郭線の幅の大きさを示す体幅線とを求め、前記体幅線の前記中心線に対する分布状態に基づいて、前記家畜の胸部の位置を特定することとしてもよい。
また、前記体長胸囲推定部は、特定された前記胸部の位置での前記体幅線の長さを、前記胸囲として推定することとしてもよい。
本発明の第3の態様においては、照射装置から複数のスリットレーザ光が家畜の体長方向に所定間隔で照射されることで前記家畜の体表面に現れる、各スリットレーザ光に対応する複数の輝線を撮像装置に撮像させて、各輝線の形状を取得するステップと、取得された各輝線の形状に対応した、前記家畜の断面形状を推定するステップと、推定された複数の前記断面形状に基づいて、前記家畜の体長及び胸囲を推定するステップと、推定された前記体長及び前記胸囲に基づいて、前記家畜の体重を推定するステップと、を備える、家畜の体重推定方法を提供する。
本発明の第4の態様においては、撮像装置によって撮像された家畜の立体画像を取得するステップと、取得された前記立体画像から、前記家畜の体長方向において所定間隔毎の断面画像を抜き出して、前記家畜の断面形状を推定するステップと、推定された複数の前記断面形状に基づいて、前記家畜の体長及び胸囲を推定するステップと、推定された前記体長及び前記胸囲に基づいて、前記家畜の体重を推定するステップと、を備える、家畜の体重推定方法を提供する。
本発明によれば、多大な労力を要さずに家畜の体重を精度良く求めることができるという効果を奏する。
本発明の第1の実施形態に係る体重推定システムSの構成を説明するためのブロック図である。 体重が推定される家畜100の一例を示す図である。 スリットレーザ光が照射された状態の家畜100を示す模式図である。 家畜100への体重情報の投影状態を説明するための図である。 輝線形状取得部152が取得した輝線の形状の一例を示す模式図である。 輝線Lに対応した断面形状の推定方法を説明するための模式図である。 断面形状推定部153によって推定された家畜100の断面形状を示す模式図である。 背筋推定部154が生成した背筋曲線を説明するための模式図である。 第1の実施形態に係る体重推定処理の流れを説明するためのフローチャートである。 第2の実施形態に係る体重推定システムSの構成を説明するためのブロック図である。 基準断面モデルと輪郭画像を用いた断面形状の推定方法を説明するための模式図である。 第2の実施形態に係る体重推定処理の流れを説明するためのフローチャートである。 第3の実施形態に係る体重推定装置4の構成を説明するためのブロック図である。 家畜100の輪郭画像G1の一例を示す模式図である。 家畜100の尾の付け根の位置を特定するためのテンプレート画像G2の一例を示す模式図である。 マッチング結果を説明するための模式図である。 家畜の体長方向に沿った中心線I1を説明するための模式図である。 中心線I1に垂直な法線I2を説明するための模式図である。 法線I2の分布状態を説明するための模式図である。
<1.第1の実施形態>
(1−1.体重推定システムの概要)
本発明の第1の実施形態に係る家畜の体重推定装置を含む体重推定システムの概要について、図1を参照しながら説明する。
図1は、第1の実施形態に係る体重推定システムSの構成を説明するためのブロック図である。家畜の体重推定システムSは、図1に示すように、照射装置2と、撮像装置3と、体重推定装置4と、投影装置5とを有する。
体重推定システムSは、例えば家畜の飼育場所に設けられており、家畜の体重を推定するためのシステムである。体重推定システムSは、例えば飼育中の家畜が出荷に適した体重であるか否かを判別するために、家畜の体重を推定する。体重推定システムSは、家畜の内蔵を取り除いた後の肉であり出荷される枝肉の体重を推定しうる。また、体重推定システムSは、家畜が静止せずに動いていても、家畜の体重を高精度に推定できる。
図2は、体重が推定される家畜100の一例を示す図である。ここでは、家畜100の一例として、豚の体重が推定されるものとする。ただし、家畜100は豚に限定されず、例えば羊等の他の家畜であってもよい。
照射装置2は、被照射体である家畜100に、スリット状の複数のスリットレーザ光を照射する。照射装置2は、例えば複数のスリットレーザ光を同時に家畜100に照射する。照射装置2は、レーザ光を照射するレーザ素子と、細長い開口であるスリットを有しており、レーザ素子から出射されたレーザ光は、スリットを通過して、スリットレーザ光として家畜100に照射される。複数のスリットレーザ光は、それぞれ、所定の照射方向に向かって照射される。
図3は、スリットレーザ光が照射された状態の家畜100を示す模式図である。複数のスリットレーザ光が家畜100に照射されることで、図3に示すように、家畜100の体表面に複数の円弧状の輝線Lが現れる。図3では、輝線Lを分かり易くするために破線で示されているが、実際には実線である。複数の輝線Lは、家畜100の体長方向(図3のX方向)において所定間隔で位置している。本実施形態では、照射装置2が家畜100の上方(一例として真上)からスリットレーザ光を家畜100へ向かって照射するため、家畜100の背中側に輝線Lが現れる。
また、照射装置2は、上述したスリットレーザ光の他に、スリットレーザ光の家畜100への照射位置の目印となる線状の可視レーザ光(以下、背筋マーカー用線状光と呼ぶ)を照射しうる。背筋マーカー用線状光は、家畜100の背筋の位置と方向を指示するためのものである。例えば、照射装置2は、スリットレーザ光の照射方向に対して垂直方向に背筋マーカー用線状光を照射する。スリットレーザ光の照射方向の先に家畜100が存在する場合には、図3に示すように、背筋マーカー用線状光が家畜100の体表面に線状マーカーMとして現れる。
測定者は、家畜100の体表面に現れた線状マーカーMの位置を見ることで、スリットレーザ光が家畜100に対して適切に照射されているか否かを判定できる。例えば、測定者は、図3に示すように線状マーカーMが体表面の背筋と重なって現れた場合には、スリットレーザ光の家畜100に対する照射位置が適切であると判定する。
なお、上記では、照射装置2が、スリットレーザ光及び背筋マーカー用線状光を照射することとしたが、これに限定されない。例えば、照射装置2は、背筋マーカー用線状光を照射せず、家畜100の体表面に線状マーカーが現れないこととしてもよい。また、照射装置2とは異なる照射装置が、背筋マーカー用線状光を家畜100に照射してもよい。
また、上記では、照射装置2が、図3に示す一直線状のマーカーMが家畜100の体表面に現れるように可視レーザ光を照射することとしたが、これに限定されない。例えば、照射装置2は、十字状のマーカー(当該マーカーは、背筋に沿う第1直線と、第1直線の中央部分で第1直線と直交する第2直線を含む)が家畜100の体表面に現れるように、可視レーザ光を照射してもよい。
撮像装置3は、例えばカメラであり、スリットレーザ光が照射された家畜100を撮像して、撮像画像を生成する。具体的には、撮像装置3は、複数のスリットレーザ光が照射されることで家畜100の体表面に現れる複数の輝線Lを撮像して、撮像画像を生成する。撮像装置3は、生成した撮像画像を体重推定装置4へ出力する。
体重推定装置4は、例えばコンピュータであり、照射装置2、撮像装置3及び投影装置5の動作を制御する制御装置である。体重推定装置4は、撮像装置3が撮像して生成した輝線Lを含む撮像画像に基づいて、家畜100の体重を推定する。詳細は後述するが、体重推定装置4は、撮像画像中の複数の輝線Lに対応した断面形状を推定し、推定した複数の断面形状に基づいて家畜100の体長及び胸囲を推定する。そして、体重推定装置4は、家畜100の体長及び胸囲に基づいて、家畜100の体重を推定する。これにより、家畜100にスリットレーザ光を照射することで、家畜100の体重を自動で求めることができるので、測定者の負担を大幅に低減できる。
投影装置5は、例えばプロジェクタであり、体重推定装置4の推定結果(家畜100の体重)を示す体重情報を家畜100に投影する。通常、測定者はモニター画面を見ながら測定を行うが、上記のように体重情報が家畜100に体表面に投影されれば、測定者がモニター画面を見る必要がなくなるので、測定時の作業性が向上する。
図4は、家畜100への体重情報の投影状態を説明するための図である。体重情報として、例えば図4に示すように体重の大きさを示す数値111が、家畜100の体表面に投影される。これにより、測定者は、数値111を見ることで、瞬時に家畜100の体重(110kg)を把握できる。なお、体重情報の家畜100への投影は、レーザ光の家畜100へ照射が終わった後に行われる。
照射装置2、撮像装置3及び投影装置5は、例えば家畜100の飼育場の所定の設置箇所に固定されている。設置箇所の近傍を家畜100が通過する際に、照射装置2等が動作することで家畜100の体重が推定される。ただし、これに限定されず、照射装置2、撮像装置3及び投影装置5は、測定者が手で持って操作可能な構成(ハンディタイプ)であってもよい。この場合には、測定者が家畜100の傍に立って、照射装置2等を動作させることで家畜100の体重を推定できる。
(1−2.体重推定装置の詳細構成)
第1の実施形態に係る体重推定装置4の詳細構成について、図1を参照しながら説明する。体重推定装置4は、図1に示すように、通信部11と、表示部12と、操作部13と、記憶部14と、制御部15とを有する。
通信部11は、外部機器との間で通信を行う通信インターフェイス(以下、通信IF)である。通信部11は、照射装置2、撮像装置3及び投影装置5との間で、例えばケーブル等を介して有線通信を行い、情報を送受信する。ただし、これに限定されず、例えば、通信部11は、照射装置2、撮像装置3及び投影装置5との間で、無線通信を介して情報を送受信してもよい。
表示部12は、例えば液晶ディスプレイや有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ等により構成される。例えば、表示部12は、撮像装置3が撮像した撮像画像を表示する。
操作部13は、例えばキーボードやマウス等により構成され、ユーザが入力操作を行うことが可能である。ユーザは、操作部13を介して家畜100の体重推定に関する様々な入力操作を行う。
記憶部14は、例えばROM及びRAM等により構成され、体重推定装置4を機能させるための各種プログラムや各種データを記憶する。記憶部14は、例えば撮像装置3から受信した撮像画像を記憶する。
制御部15は、例えばCPUにより構成される。制御部15は、記憶部14に記憶されている各種プログラムを実行することにより、体重推定装置4に係る機能を統括的に制御する。本実施形態では、制御部15は、照射制御部151と、輝線形状取得部152と、断面形状推定部153と、背筋推定部154と、体長胸囲推定部155と、体重推定部156と、投影制御部157として機能する。
照射制御部151は、照射装置2からのレーザ光の照射を制御する。例えば、照射制御部151は、複数のスリットレーザ光を、家畜100の体長方向に所定間隔で照射させる。これにより、図3に示すように、家畜100の背中側の体表面に、各スリットレーザ光に対応する複数の輝線Lが現れる。
照射制御部151は、スリットレーザ光を照射させる際に、背筋マーカー用線状光も共に照射させてもよい。背筋マーカー用線状光は、例えばスリットレーザ光と平行に照射される。スリットレーザ光の照射方向の先に家畜100が存在する場合には、背筋マーカー用線状光も家畜100の体表面に照射される。これにより、図3に示すように、家畜100の体表面に、背筋マーカー用線状光に対応する線状マーカーMが現れる。
輝線形状取得部152は、スリットレーザ光の照射により家畜100の体表面に現れる複数の輝線の形状を取得する。例えば、輝線形状取得部152は、輝線が体表面に現れた家畜100を撮像装置3に撮像させることで、輝線の形状を取得する。この際、輝線形状取得部152は、光切断法の原理により、輝線の形状を取得してもよい。
図5は、輝線形状取得部152が取得した輝線の形状の一例を示す模式図である。図5に示す複数の輝線Lは、家畜100の体表面に沿った線であり、円弧状の形状となっている。例えば、複数の輝線Lは、略半円状の形状となっている。複数の輝線Lは、家畜100の体長方向において所定間隔毎に位置している。
断面形状推定部153は、輝線形状取得部152によって取得された各輝線の形状に対応した、家畜100の断面形状を推定する。断面形状推定部153が推定する断面形状は、家畜100の体長方向と直交する直交面での断面形状である。前述したように輝線形状取得部152が取得した輝線Lは、家畜100の背中側の形状を示すものである。そこで、断面形状推定部153は、輝線Lを参照して家畜100のお腹側の形状を推定することで、家畜100の断面形状を推定できる。
図6は、輝線Lに対応した断面形状の推定方法を説明するための模式図である。断面形状推定部153は、輝線Lの形状を円近似して、家畜100の枝肉の断面形状を推定する。具体的には、断面形状推定部153は、半円状の輝線Lを用いて円近似することで、円形状の近似曲線Cが得られる。この近似曲線Cは、家畜100のお腹側の輪郭形状を示す。このため、輝線L及び近似曲線Cが、家畜100の断面形状を示すことになる。
なお、家畜100の背中側に現れる輝線Lを円近似する場合には、以下のような利点がある。例えば、レーザスリット光を照射した際に、家畜100が呼吸等してお腹が膨らむことがある。この膨らみは、中が空気であるため、体重を求める際には誤差につながる。そして、家畜100が呼吸した際に現れるレーザスリット光による輝線は、お腹の膨らみも示すものとなる。これに対して、背中側の輝線Lを円近似した場合には、近似後の円において膨らみに対応する部分が無くなる。これにより、家畜100の枝肉の断面形状を高精度に推定することができる。
図7は、断面形状推定部153によって推定された家畜100の断面形状を示す模式図である。図7に示す家畜100の断面形状は、それぞれ輝線Lを円近似したものであり、家畜100の体長方向に所定間隔で位置している。また、図7に示す複数の断面形状を用いることで、例えば家畜100の三次元形状も特定できる。
背筋推定部154は、断面形状推定部153が推定した複数の断面形状(輝線L)の頂点に基づいて、家畜100の背筋を推定する。例えば、背筋推定部154は、Z軸方向において複数の断面形状の各々の頂点を求め、各頂点を結ぶ背筋曲線(近似曲線)を生成することで、家畜100の背筋を推定する。
図8は、背筋推定部154が生成した背筋曲線を説明するための模式図である。図8(a)には家畜を上方から見た際の背筋曲線Dが示され、図8(b)には家畜を横から見た際の背筋曲線Dが示されている。背筋曲線Dは、図8(a)に示す方向では2次曲線を示し、図8(b)に示す方向では4次曲線を示す。背筋曲線Dは、図8(a)及び図8(b)に示すように、各輝線L(断面形状)の頂点を結ぶように生成した近似曲線である。また、背筋曲線Dが図8(b)に示す4次曲線である場合には、家畜100の耳の部分を除いた背筋曲線Dを生成できるので、高精度に家畜100の背筋を推定できる。
背筋推定部154が推定した背筋は、以下のように利用してもよい。家畜100の健康状態は、家畜100の背筋に反映されることが知られている。そこで、背筋推定部154が推定した背筋の態様に基づいて、家畜100の健康状態を推定してもよい。例えば、背筋の曲がり具合が小さい場合には健康状態が良いと推定し、背筋の曲がり具合が大きい場合には健康状態が悪いと推定する。
体長胸囲推定部155は、断面形状推定部153によって推定された複数の断面形状に基づいて、家畜100の体長及び胸囲を推定する。例えば、体長胸囲推定部155は、断面形状推定部153が推定した断面形状に基づいて背筋推定部154が推定した背筋の長さから、家畜100の体長を推定する。具体的には、体長胸囲推定部155は、背筋推定部154が生成した背筋曲線Dの長さに所定の係数を掛け合わせた値を、家畜100の体長として推定する。
家畜100の体長は、例えば、家畜100の頭における両耳の中央から体上線に沿って尻尾の根までの長さである。ただし、これに限定されず、両耳の中央の代わりに、頭の鼻先にしてもよい。
また、体長胸囲推定部155は、断面形状の周長から、家畜100の胸囲を推定する。例えば、体長胸囲推定部155は、断面形状推定部153が推定した全ての断面形状の周長の平均値に所定の係数を掛け合わせた値を、胸囲として推定する。ただし、これに限定されず、全ての断面形状の代わりに、体長方向において所定範囲の断面形状の周長の平均値を利用してもよい。
なお、上述した背筋曲線Dを用いて家畜100の体長を求める際には、体長胸囲推定部155は、背筋曲線Dの前端及び後端の位置を以下のように決定することで、体長を精度良く求めることができる。
まず、体長胸囲推定部155は、背筋曲線Dの前端及び後端を、それぞれ三次元座標(x、y、z)から二次元座標(u、v)を算出する下記の式から求める。
そして、体長胸囲推定部155は、求めた二次元座標(u、v)が撮像画像中の家畜100のシルエット内にあるか否かを判定し、シルエットの端に位置する点を背筋曲線Dの前端及び後端とする。
体重推定部156は、体長胸囲推定部155によって推定された体長及び胸囲に基づいて、家畜100の体重を推定する。例えば、体重推定部156は、家畜100の体長、胸囲及び体重の関係を示す所定の体重式に、体長胸囲推定部155が推定した体長及び胸囲の値を代入することで、家畜100の体重を推定する。体重式は、予め実験等によって求められた式であり、例えば記憶部14に記憶されている。
ただし、これに限定されず、例えば、記憶部14が家畜100の体長、胸囲及び体重の関係を示すテーブルを記憶しており、体重推定部156は、記憶部14に記憶されたテーブルを参照して、体長胸囲推定部155が推定した体長及び胸囲に対応する家畜100の体重を推定してもよい。
上述した体重式やテーブルを用いて家畜100の体重を推定することで、作業者が家畜100を直接測定しなくても、家畜100の体重を精度良くかつ迅速に求めることができる。
体重推定部156は、家畜100の体長及び胸囲に加えて他の情報(例えば、家畜100の体高)に基づいて、家畜100の体重を推定してもよい。例えば、体重推定部156は、家畜100の体長、胸囲、体高及び体重の関係を示すテーブルを参照して、体長、胸囲及び体高に対応する体重を推定する。このように3つ以上の情報を用いて体重を推定することで、より高精度に家畜100の体重を求めることができる。
なお、家畜100の体高は、上述したように照射装置2及び撮像装置3が固定されている場合には、照射装置2及び撮像装置3の高さ方向での位置が決まっているため、撮像画像から求めることができる。
投影制御部157は、投影装置5による投影を制御する。投影制御部157は、体重推定部156が推定した体重を示す体重情報を、体重が推定された家畜100の体表面に投影させる。例えば、投影制御部157は、体重情報として図4に示す体重の大きさを示す数値を、家畜100の体表面に投影させる。
(1−3.家畜の体重推定処理)
上述した体重推定装置4による家畜100の体重推定処理について、図9を参照しながら説明する。家畜100の体重推定処理は、体重推定装置4の制御部15が記憶部14に記憶されたプログラムを実行することで実現される。
図9は、家畜100の体重推定処理の流れを説明するためのフローチャートである。まず、制御部15の照射制御部151は、照射装置2を動作させて、家畜100にスリットレーザ光を照射させる(ステップS102)。これにより、図3に示すように、家畜100の体表面に、スリットレーザ光に対応する輝線Lが体長方向において所定間隔で現れる。なお、照射制御部151は、スリットレーザ光に加えて、背筋マーカー用線状光も家畜100に照射させてもよい。
次に、制御部15は、撮像装置3を動作させて、体表面に複数の輝線Lが現れた家畜100を撮像させる(ステップS104)。これにより、家畜100の体表面に現れた複数の輝線Lを含む撮像画像が生成される。
次に、輝線形状取得部152は、スリットレーザ光の照射により家畜100の体表面に現れる複数の輝線Lの形状を取得する(ステップS106)。具体的には、図5に示すように、輝線形状取得部152は、撮像装置3が生成した撮像画像から、複数の輝線Lの形状を取得する。
次に、断面形状推定部153は、各輝線Lの形状に対応した、家畜100の断面形状を推定する(ステップS108)。例えば、図7に示すように、断面形状推定部153は、複数の輝線Lの各々を円近似した近似曲線を求めることで、各輝線Lに対応する断面形状を推定する。
次に、背筋推定部154は、複数の断面形状の頂点に基づいて、家畜100の背筋を推定する(ステップS110)。例えば、図8(a)及び図8(b)に示すように、背筋推定部154は、各断面形状の頂点を結びように生成された背筋曲線に基づいて、家畜100の背筋を推定する。
次に、体長胸囲推定部155は、断面形状推定部153によって推定された複数の断面形状に基づいて、家畜100の体長及び胸囲を推定する(ステップS112)。例えば、体長胸囲推定部155は、背筋推定部154が生成した背筋曲線の長さから、家畜100の体長を推定する。また、体長胸囲推定部155は、例えば複数の断面形状の周長を平均して、家畜100の胸囲を推定する。
次に、体重推定部156は、体長胸囲推定部155によって推定された体長及び胸囲に基づいて、家畜100の体重を推定する(ステップS114)。例えば、体重推定部156は、家畜100の体長、胸囲及び体重の関係を示す体重式に、推定した体長及び胸囲の値を代入することで、家畜100の体重を推定する。
次に、投影制御部157は、体重推定部156が推定した体重を示す体重情報を、体重が推定された家畜100の体表面に投影させる(ステップS116)。例えば、図4に示すように、投影制御部157は、推定値である体重の大きさを示す数値111を、家畜100の体表面に投影させる。
これにより、家畜100の体重推定処理が完了する。
(1−4.第1の実施形態における効果)
第1の実施形態に係る体重推定装置4は、体長方向において所定間隔でスリットレーザ光が照射された家畜100の体表面に現れる複数の輝線Lの形状を取得し、取得した各輝線Lの形状に対応した家畜100の複数の断面形状を推定する。そして、体重推定装置4は、推定した複数の断面形状に基づいて家畜100の体長及び胸囲を推定し、推定した体長及び胸囲に基づいて家畜100の体重を求める。
上記の構成によれば、家畜100の体表面に現れる複数の輝線Lの形状を取得して家畜100の断面形状を推定することで、家畜100の体長及び胸囲を自動で推定できる。そして、推定した体長及び胸囲に基づいて、家畜100の体重を高精度に推定できる。また、瞬時に測定できるので、測定の際に家畜100が動いても、家畜100の体重を推定することができる。この結果、測定者に多大な労力を強いることなく、家畜100の体重を精度良く求めることができる。
<2.第2の実施形態>
(2−1.体重推定システムの概要)
第1の実施形態では、家畜100にスリットレーザ光を照射することで体表面に現れる輝線の形状を用いて家畜100の断面形状を推定して、家畜100の体重を求めることとした。これに対して、第2の実施形態では、家畜100にスリットレーザ光を照射させる代わりに家畜100の立体画像を取得することで、家畜100の断面形状を推定して、家畜100の体重を求める。
図10は、第2の実施形態に係る体重推定システムSの構成を説明するためのブロック図である。第2の実施形態に係る体重推定システムSは、図10に示すように、照射装置2と、撮像装置3と、体重推定装置4と、投影装置5とを有する。以下では、体重推定システムSの第1の実施形態とは異なる構成について主に説明し、第1の実施形態と同様な構成については詳細な説明を省略する。
照射装置2は、撮像装置3による家畜100の撮像位置の目印となる線状のレーザ光(以下、背筋マーカー用線状光)を照射する。具体的には、照射装置2は、撮像装置3の撮像方向に対して垂直方向に背筋マーカー用線状光を照射する。撮像装置3の撮像方向の先に家畜100が存在する場合には、背筋マーカー用線状光が家畜100の体表面に線状マーカーとして現れる(図3参照)。
撮像装置3は、例えば3Dカメラであり、背筋マーカー用線状光が照射された家畜100を撮像して、立体画像を生成する。例えば、測定者は、家畜100の体表面に現れる線状マーカーの位置を確認しながら、撮像装置3によって家畜100を撮像する。撮像装置3は、生成した立体画像を体重推定装置4へ出力する。
なお、測定者は、家畜100の体表面に現れた線状マーカーMの位置を見ることで、撮像装置3の姿勢が家畜100に対して適切に配置されているか否かを判定できる。例えば、測定者は、線状マーカーMが体表面の背筋と重なって現れた場合には、家畜100に対する撮像装置3の姿勢が適切であると判定する。
体重推定装置4は、撮像装置3が撮像して生成した家畜100の立体画像に基づいて、家畜100の体重を推定する。詳細は後述するが、体重推定装置4は、家畜100の立体画像の中から体長方向において所定間隔毎の輪郭画像を抜き出して、家畜100の断面形状を推定する。そして、体重推定装置4は、推定した複数の断面形状に基づいて家畜100の体長及び胸囲を推定することで、家畜100の体重を求める。
投影装置5は、体重推定装置4の推定結果(家畜100の体重)を示す体重情報を家畜100に投影する。体重情報の家畜100への投影は、照射装置2による家畜100へのレーザ光の照射が終わった後に行われる。体重情報を家畜100の体表面に投影することで、測定者は、モニター画面を見ることなく測定作業を行えるので、作業性が向上する。
(2−2.体重推定装置の詳細構成)
第2の実施形態に係る体重推定装置4の詳細構成について、図10を参照しながら説明する。体重推定装置4は、図10に示すように、通信部11と、表示部12と、操作部13と、記憶部14と、制御部16とを有する。なお、通信部11、表示部12及び操作部13は、第1の実施形態(図1)と同様な構成であるので、説明を省略する。
記憶部14は、撮像装置3から受信した立体画像を記憶する。また、記憶部14は、家畜100の基準となる断面形状を示す基準断面モデルを記憶している。詳細は後述するが、基準断面モデルは、家畜100の断面形状を推定する際に、拡大・縮小、回転等をさせることで、家畜100の断面形状を求める際に利用される。
制御部16は、照射制御部161と、画像取得部162と、断面形状推定部163と、背筋推定部164と、体長胸囲推定部165と、体重推定部166と、投影制御部167として機能する。
照射制御部161は、照射装置2からのレーザ光の照射を制御する。照射制御部161は、撮像装置3による家畜100の撮像時に、撮像装置3の撮像方向に背筋マーカー用線状光を照射させる。例えば、照射制御部161は、撮像装置3の光軸方向と平行に、背筋マーカー用線状光を照射させる。これにより、撮像装置3の光軸方向の際に家畜100が存在する場合には、背筋マーカー用線状光が家畜100の体表面に照射され、背筋マーカー用線状光に対応する線状マーカー(例えば図3の線状マーカーM)が家畜100の体表面に現れる。
画像取得部162は、撮像装置3の動作を制御して、撮像装置3が撮像した画像を取得する。例えば、画像取得部162は、撮像装置3によって撮像された家畜100の立体画像を取得する。
断面形状推定部163は、画像取得部162によって取得された立体画像から、家畜100の断面形状を推定する。例えば、断面形状推定部163は、家畜100の立体画像から、家畜100の体長方向において所定間隔毎の輪郭画像を抜き出して、家畜100の体長方向において所定間隔毎の断面形状を推定する。撮像装置3が家畜100の上方から撮像しているため、撮像装置3が撮像した立体画像から抜き出した輪郭画像は、家畜100の断面輪郭の一部分を示す(図5の輝線Lと似た形状)。
断面形状推定部163は、輪郭画像と、記憶部14に記憶された基準断面モデルとを用いて、家畜100の断面形状を推定する。例えば、断面形状推定部163は、基準断面モデルを輪郭画像の断面輪郭に合うように変形し、変形後の基準断面モデルに基づいて断面形状を推定する。この際、断面形状推定部163は、体長方向において所定間隔毎の輪郭画像の各々に対して、対応する基準断面モデルを断面輪郭に合うようにそれぞれ変形することで、各位置での断面形状を推定できる。
図11は、基準断面モデルと輪郭画像を用いた断面形状の推定方法を説明するための模式図である。基準断面モデルは、過去に求めた断面形状を示すものであり、例えば家畜100の断面形状の輪郭を示すモデルである。図11では、基準断面モデルEが、略円形状に示されている。断面形状推定部163は、基準断面モデルEを断面輪郭Fに合うように変形させる。具体的には、断面形状推定部163は、基準断面モデルEの頂点E1が、断面輪郭Fの頂点に合うように、基準断面モデルEを回転、拡大・縮小させる。
上記の基準断面モデルEを用いて家畜100の断面形状を求める場合には、以下のようなメリットがある。例えば背筋マーカーが無い状態で撮像装置3が家畜100の斜め上方から撮像した場合には、輪郭画像の断面輪郭Fが側面寄りになるため、断面輪郭Fの頂点を特定し難い。これに対して、頂点E1の位置が分かっている基準断面モデルEを断面輪郭Fに合うように変形することで、変形後の基準断面モデルEから断面輪郭Fの頂点を特定できる。
なお、断面形状推定部153は、前述した家畜100の体表面に現れる線状マーカーに基づいて撮像装置3の撮像姿勢を特定することで撮像装置3の撮像画像(立体画像)から家畜100の背筋の位置を求め、求めた背筋の位置を断面形状の頂点としてもよい。これにより、高精度に家畜100の背筋の位置を求められる。
背筋推定部164は、断面形状推定部163が推定した複数の断面形状(変形後の基準断面モデル)の頂点を用いて、家畜100の背筋を推定する。例えば、背筋推定部164は、各頂点を結ぶように背筋曲線(図8参照)を生成することで、家畜100の背筋を推定する。なお、家畜100の体表面に投光した線状光を用いて、いわゆる光切断法の原理により背筋曲線を求めてもよい。
体長胸囲推定部165は、断面形状推定部163によって推定された複数の断面形状に基づいて、家畜100の体長及び胸囲を推定する。例えば、体長胸囲推定部165は、断面形状推定部163が推定した断面形状に基づいて背筋推定部164が推定した背筋の長さから、家畜100の体長を推定する。また、体長胸囲推定部165は、断面形状の周長から、家畜100の胸囲を推定する。
体重推定部166は、体長胸囲推定部165によって推定された体長及び胸囲に基づいて、家畜100の体重を推定する。例えば、体重推定部166は、家畜100の体長、胸囲及び体重の関係を示す所定の体重式に、体長胸囲推定部165が推定した体長及び胸囲の値を代入することで、家畜100の体重を推定する。ただし、これに限定されず、例えば、記憶部14が家畜100の体長、胸囲及び体重の関係を示すテーブルを記憶しており、体重推定部166は、記憶部14に記憶されたテーブルを参照して、体長胸囲推定部165が推定した体長及び胸囲に対応する家畜100の体重を推定してもよい。
投影制御部167は、投影装置5による投影を制御する。投影制御部167は、体重推定部166が推定した体重を示す体重情報を、体重が推定された家畜100の体表面に投影させる。具体的には、投影制御部167は、体重情報として体重の大きさを示す数値を、家畜100の体表面に投影させる(図4参照)。
なお、上記では、断面形状推定部163は基準断面モデルを用いて断面形状を推定したが、これに限定されない。例えば、断面形状推定部163は、一部分の断面輪郭を円近似して、家畜100の枝肉の断面形状を推定してもよい。すなわち、断面形状推定部163は、第1の実施形態と同様に、近似曲線を求めることで家畜100の断面形状を推定してもよい。これにより、家畜100の枝肉の断面形状を精度良く求めることができる。
また、第1の実施形態において、輝線Lを円近似する代わりに第2の実施形態で説明した基準断面モデルEを用いて、家畜100の断面形状を推定してもよい。
(2−3.家畜の体重推定処理)
第2の実施形態に係る体重推定装置4による家畜100の体重推定処理について、図12を参照しながら説明する。
図12は、第2の実施形態に係る体重推定処理の流れを説明するためのフローチャートである。まず、制御部16は、撮像装置3を動作させて、家畜100を撮像させる(ステップS202)。この際、制御部16の照射制御部151は、撮像装置3の撮像方向に向かって、背筋マーカー用線状光を照射させる。
次に、画像取得部162は、家畜100の立体画像を取得する(ステップS204)。例えば、画像取得部162は、撮像装置3が家畜100を撮像することで生成された立体画像を取得する。
次に、断面形状推定部163は、家畜100の立体画像から、体長方向において所定間隔毎の輪郭画像を抜き出す(ステップS206)。抜き出した輪郭画像の各々は、体長方向に直交する断面における断面輪郭の一部分を示す。
次に、断面形状推定部163は、抜き出した輪郭画像に基づいて、家畜100の断面形状を推定する(ステップS208)。例えば、断面形状推定部163は、輪郭画像と、記憶部14に記憶された基準断面モデルを用いて、家畜100の体長方向において所定間隔毎の断面形状を推定する。
次に、背筋推定部164は、複数の断面形状に基づいて、家畜100の背筋を推定する(ステップS210)。例えば、背筋推定部164は、各断面形状の頂点を結んだ背筋曲線を生成することで、家畜100の背筋を推定する。
次に、体長胸囲推定部165は、断面形状推定部163によって推定された複数の断面形状に基づいて、家畜100の体長及び胸囲を推定する(ステップS212)。例えば、体長胸囲推定部165は、背筋推定部164が生成した背筋曲線の長さから、家畜100の体長を推定する。また、体長胸囲推定部165は、例えば複数の断面形状の周長を平均して、家畜100の胸囲を推定する。
次に、体重推定部166は、体長胸囲推定部165によって推定された体長及び胸囲に基づいて、家畜100の体重を推定する(ステップS214)。例えば、体重推定部166は、家畜100の体長、胸囲及び体重の関係を示す体重式に、推定した体長及び胸囲の値を代入することで、家畜100の体重を推定する。
次に、投影制御部167は、体重推定部166が推定した体重を示す体重情報を、体重が推定された家畜100の体表面に投影させる(ステップS216)。例えば、投影制御部167は、推定値である体重の大きさを示す数値を、家畜100の体表面に投影させる。
(2−4.第2の実施形態における効果)
第2の実施形態に係る体重推定装置4は、撮像装置3が家畜100を撮像して生成した立体画像の中から体長方向において所定間隔毎の輪郭画像を抜き出して、家畜100の断面形状を推定する。そして、体重推定装置4は、推定した複数の断面形状に基づいて家畜100の体長及び胸囲を推定し、推定した体長及び胸囲に基づいて家畜100の体重を求める。
上記の構成によれば、立体画像から輪郭画像を抜き出して家畜100の断面形状を推定することで、家畜100の体長及び胸囲を自動で推定できる。そして、推定した体長及び胸囲に基づいて、家畜100の体重を高精度に推定できる。また、瞬時に測定できるので、測定の際に家畜100が動いても、家畜100の体重を推定することができる。この結果、測定者に多大な労力を強いることなく、家畜100の体重を精度良く求めることができる。
<3.第3の実施形態>
(3−1.体重推定装置の詳細構成)
第3の実施形態では、家畜100を撮像した撮像画像から、家畜100の尾の付け根及び耳の位置を特定して、家畜100の体長を求める点で、第1の実施形態及び第2の実施形態と異なる。
図13は、第3の実施形態に係る体重推定装置4の構成を説明するためのブロック図である。図13に示す第3の実際形態に係る体重推定装置4の制御部17以外の構成は、第1の実施形態に係る体重推定装置4(図1)や第2の実施形態に係る体重推定装置4(図10)と同様である。
以下では、体重推定装置4の制御部17の詳細構成について説明する。
制御部17は、図13に示すように、画像取得部172と、位置特定部173と、体長胸囲推定部174と、体重推定部175と、投影制御部176として機能する。
画像取得部172は、家畜100の輪郭を示す輪郭画像を取得する。例えば、画像取得部172は、撮像装置3が家畜100を撮像した撮像画像をコンピュータで処理することで、例えば図14に示す輪郭画像G1を取得する。画像取得部172は、取得した輪郭画像G1を位置特定部173に出力する。
図14は、家畜100の輪郭画像G1の一例を示す模式図である。輪郭画像G1は、家畜100の上方から撮像装置3が撮像した撮像画像に基づき作成されたシルエット画像である。図14に示すシルエット画像においては、右端側が家畜100の頭部を示し、左端側が家畜100の尾を示している。また、シルエット画像は、例えば、家畜100がいない状態で撮像した画像と、家畜100がいる状態で撮像した画像との間の差分をとり、画像処理として二値化処理を施すことにより作成される。
位置特定部173は、家畜100の輪郭画像G1から、家畜100の尾の付け根及び耳の位置を特定する。すなわち、位置特定部173は、画像取得部172が取得した輪郭画像G1に基づいて、家畜100の尾の付け根及び耳の位置を特定する。
まず、家畜100の尾の付け根の位置の特定方法について説明する。
位置特定部173は、輪郭画像G1と、予め家畜100の尾の付け根及び周辺部を示すテンプレート画像(基準画像)とをマッチングして、尾の付け根の位置を特定する。これにより、家畜100の尾の付け根の位置を自動判別できる。
図15は、家畜100の尾の付け根の位置を特定するためのテンプレート画像G2の一例を示す模式図である。テンプレート画像G2において、黒丸(●)の中心が尾の付け根の位置P1を示している。テンプレート画像G2は、例えば記憶部14(図13)に予め複数記憶されている。テンプレート画像G2は、例えば、過去に撮像された複数の家畜100の撮像画像に基づいて作成された画像である。テンプレート画像G2は、家畜100の姿勢に応じてそれぞれ作成されていてもよい。
図16は、マッチング結果を説明するための模式図である。位置特定部173は、記憶部14に記憶された複数のテンプレート画像G2の中から、図14に示す輪郭画像G1の尾の付け根の部分と同じ形状のテンプレート画像G2を探す。図16においては、位置特定部173は、輪郭画像G1の輪郭形状とほぼ合致したテンプレート画像G2を探した状態が示されている。位置特定部173は、探し出したテンプレート画像G2中の位置P1を、尾の付け根の位置として特定する。
次に、家畜100の耳の位置の特定方法について説明する。なお、特定される耳の位置は、家畜100の両耳の間の位置を意味する。
位置特定部173は、輪郭画像G1中の家畜100の輪郭を示す輪郭線から、家畜100の体長方向に沿った中心線を求め、求めた中心線を用いて家畜100の耳の位置を特定する。例えば、位置特定部173は、図17に示す家畜100の輪郭線Hに対して中心線I1を求める。
図17は、家畜100の体長方向に沿った中心線I1を説明するための模式図である。図17では、家畜100の輪郭線Hが示されている。輪郭線Hは、家畜100を上から見た際の左側の左輪郭線H1と右側の右輪郭線H2とを含む。位置特定部173は、左輪郭線H1を構成する一定間隔の点と、右輪郭線H2を構成する一定間隔の点との中点(図17中の黒点)を求める。そして、位置特定部173は、求めた複数の中点の近似線I1を、家畜100の体長方向に沿った中心線とする。
位置特定部173は、図18に示すように、中心線I1に垂直な法線を求める。この際、位置特定部173は、中心線I1上の所定間隔の位置で法線を複数求める。この法線は、家畜100の体幅の大きさを示す体幅線である。
図18は、中心線I1に垂直な法線I2を説明するための模式図である。図18に示す法線I2は、左輪郭線H1と右輪郭線H2とを結ぶ直線であり、法線I2の長さは、中心線I1に直交する方向での家畜100の体幅の大きさを示す。位置特定部173は、図18に示す法線I2を、中心線I1上の所定間隔の位置で求める。このように求められた複数の法線I2の分布状態が、図19に示される。
図19は、法線I2の分布状態を説明するための模式図である。図19のグラフの横軸は家畜100の体長方向を示し、縦軸は法線I2の長さを示す。位置特定部173は、図19に示す複数の法線I2の分布状態に基づいて、家畜100の耳の位置、胸部の位置を求める。
位置特定部173は、複数の法線I2の分布状態に基づいて、家畜100の胸部の位置を求める。家畜100においては、胸部の位置で体幅が小さくなることが分かっているため、位置特定部173は、図19に示す分布で凹んでいる部分X(体長方向において中心よりも右側の部分で最初に凹んでいる部分)を、胸部の位置P3として特定する。
位置特定部173は、特定した胸部の位置P3よりも右側において、法線I2の上点を結んだ近似曲線I3を求める。また、位置特定部173は、近似曲線I3の極大値の1/2の位置がほぼ家畜100の両耳の間の位置となるので、近似曲線I3の極大値の1/2の大きさを示す閾値線I4を求める。そして、位置特定部173は、近似曲線I3と閾値線I4の交点を、耳の位置P2として特定する。なお、閾値線I4の位置は、予め実際の家畜100の画像を複数枚取得して、交点の位置と耳の位置とが一致するように定めてもよい。
体長胸囲推定部174は、特定された胸部の位置P3での法線I2の長さを、家畜100の胸囲として推定する。また、体長胸囲推定部174は、位置特定部173によって特定された家畜100の尾の付け根の位置P1と耳の位置P2との間の距離を求め、求めた距離を家畜100の体長として推定する。
体重推定部175は、体長胸囲推定部174によって推定された体長及び胸囲に基づいて、家畜100の体重を推定する。例えば、体重推定部175は、家畜100の体長、胸囲及び体重の関係を示す所定の体重式に、体長胸囲推定部174が推定した体長及び胸囲の値を代入することで、家畜100の体重を推定する。
投影制御部176は、投影装置5による投影を制御する。例えば、投影制御部176は、体重推定部175が推定した体重を示す体重情報を、体重が推定された家畜100の体表面に投影させる(図4参照)。
(3−2.第3の実施形態における効果)
第3の実施形態に係る体重推定装置4は、撮像装置3が撮像した家畜100の輪郭を示す輪郭画像G1から、家畜100の尾の付け根の位置P1及び耳の位置P2を特定し、特定した尾の付け根の位置P1と耳の位置P2の間の距離を家畜100の体長として推定する。
これにより、家畜100の姿勢によらず、家畜100の体長を自動で適切に求めることができる。また、撮像装置3が家畜100を撮像する際に、家畜100が静止した状態を維持する必要もなくなる。この結果、家畜100の体重を高精度かつ瞬時に推定することができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。
2 照射装置
3 撮像装置
4 体重推定装置
5 投影装置
14 記憶部
100 家畜
151 照射制御部
152 輝線形状取得部
153 断面形状推定部
154 背筋推定部
155 体長胸囲推定部
156 体重推定部
157 投影制御部
161 照射制御部
162 画像取得部
163 断面形状推定部
164 背筋推定部
165 体長胸囲推定部
166 体重推定部
167 投影制御部
173 位置特定部
174 体長胸囲推定部
L 輝線
S 体重推定システム

Claims (15)

  1. 照射装置から複数のスリットレーザ光が家畜の体長方向に所定間隔で照射されることで前記家畜の体表面に現れる、各スリットレーザ光に対応する複数の輝線を撮像装置に撮像させて、各輝線の形状を取得する輝線形状取得部と、
    前記輝線形状取得部によって取得された各輝線の形状に対応した、前記家畜の断面形状を推定する断面形状推定部と、
    前記断面形状推定部によって推定された複数の前記断面形状に基づいて、前記家畜の体長及び胸囲を推定する体長胸囲推定部と、
    前記体長胸囲推定部によって推定された前記体長及び前記胸囲に基づいて、前記家畜の体重を推定する体重推定部と、
    を備える、家畜の体重推定装置。
  2. 撮像装置によって撮像された家畜の立体画像を取得する画像取得部と、
    前記画像取得部によって取得された前記立体画像から、前記家畜の体長方向において所定間隔毎の輪郭画像を抜き出して、前記家畜の断面形状を推定する断面形状推定部と、
    前記断面形状推定部によって推定された複数の前記断面形状に基づいて、前記家畜の体長及び胸囲を推定する体長胸囲推定部と、
    前記体長胸囲推定部によって推定された前記体長及び前記胸囲に基づいて、前記家畜の体重を推定する体重推定部と、
    を備える、家畜の体重推定装置。
  3. 前記輝線形状取得部によって取得された前記輝線は、円弧状の形状であり、
    前記断面形状推定部は、前記輝線の形状を円近似して、前記家畜の枝肉の断面形状を推定する、
    請求項1に記載の家畜の体重推定装置。
  4. 前記輪郭画像は、前記家畜の断面輪郭の一部分を示し、
    前記断面形状推定部は、前記一部分の断面輪郭を円近似して、前記家畜の枝肉の断面形状を推定する、
    請求項2に記載の家畜の体重推定装置。
  5. 家畜の基準となる断面形状を示す基準断面モデルを記憶する記憶部を更に備え、
    前記断面形状推定部は、前記基準断面モデルを前記断面輪郭に合うように変形し、変形後の基準断面モデルに基づいて断面形状を推定する、
    請求項4に記載の家畜の体重推定装置。
  6. 前記撮像装置による前記家畜の撮像時に、前記家畜の背筋の位置と方向を指示するように前記撮像装置の撮像方向に線状の可視レーザ光を前記家畜の体表面の背筋の位置に照射させる照射制御部を更に備え、
    前記断面形状推定部は、前記可視レーザ光によって前記体表面に現れるマーカーに基づいて前記撮像装置の撮像姿勢を特定することで前記撮像装置の撮像画像から前記家畜の背筋の位置を求め、求めた前記背筋の位置を前記断面形状の頂点とする、
    請求項1から5のいずれか1項に記載の家畜の体重推定装置。
  7. 前記断面形状推定部が推定した複数の前記断面形状の頂点に基づいて、前記家畜の背筋を推定する背筋推定部を更に備え、
    前記体長胸囲推定部は、前記背筋推定部が推定した前記背筋の長さに基づいて、前記家畜の体長を推定する、
    請求項1から6のいずれか1項に記載の家畜の体重推定装置。
  8. 前記体重推定部が推定した体重を示す体重情報を、前記体重が推定された家畜の体表面に投影させる投影制御部を更に備える、
    請求項1から6のいずれか1項に記載の家畜の体重推定装置。
  9. 前記撮像装置によって撮像された前記家畜の輪郭を示す輪郭画像から、前記家畜の尾の付け根及び耳の位置を特定する位置特定部を更に備え、
    前記体長胸囲推定部は、前記位置特定部によって特定された前記尾の付け根の位置と前記耳の位置との間の距離を、前記家畜の体長として推定する、
    請求項1から8のいずれか1項に記載の家畜の体重推定装置。
  10. 前記位置特定部は、前記輪郭画像と、予め前記家畜の尾の付け根及び周辺部を示す基準画像とをマッチングして、尾の付け根の位置を特定する、
    請求項9に記載の家畜の体重推定装置。
  11. 前記位置特定部は、
    前記輪郭画像中の輪郭線から前記家畜の体長方向に沿った中心線と、前記中心線の法線方向での前記輪郭線の幅の大きさを示す体幅線とを求め、
    求めた前記中心線と前記体幅線に基づいて、前記耳の位置を特定する、
    請求項9又は10に記載の家畜の体重推定装置。
  12. 前記位置特定部は、
    前記輪郭画像中の輪郭線から前記家畜の体長方向に沿った中心線と、前記中心線の法線方向での前記輪郭線の幅の大きさを示す体幅線とを求め、
    前記体幅線の前記中心線に対する分布状態に基づいて、前記家畜の胸部の位置を特定する、
    請求項9又は10に記載の家畜の体重推定装置。
  13. 前記体長胸囲推定部は、特定された前記胸部の位置での前記体幅線の長さを、前記胸囲として推定する、
    請求項12に記載の家畜の体重推定装置。
  14. 照射装置から複数のスリットレーザ光が家畜の体長方向に所定間隔で照射されることで前記家畜の体表面に現れる、各スリットレーザ光に対応する複数の輝線を撮像装置に撮像させて、各輝線の形状を取得するステップと、
    取得された各輝線の形状に対応した、前記家畜の断面形状を推定するステップと、
    推定された複数の前記断面形状に基づいて、前記家畜の体長及び胸囲を推定するステップと、
    推定された前記体長及び前記胸囲に基づいて、前記家畜の体重を推定するステップと、
    を備える、家畜の体重推定方法。
  15. 撮像装置によって撮像された家畜の立体画像を取得するステップと、
    取得された前記立体画像から、前記家畜の体長方向において所定間隔毎の断面画像を抜き出して、前記家畜の断面形状を推定するステップと、
    推定された複数の前記断面形状に基づいて、前記家畜の体長及び胸囲を推定するステップと、
    推定された前記体長及び前記胸囲に基づいて、前記家畜の体重を推定するステップと、
    を備える、家畜の体重推定方法。

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