JP2020048484A - Temperature measuring system and temperature measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、家畜等の動物の体温を測定する測温システム及び測温方法に関する。 The present invention relates to a temperature measurement system and a temperature measurement method for measuring the body temperature of animals such as livestock.
従来、牛等の動物の体温を測定するためには、体温計などの接触型温度計を直腸内又は口内に挿入し、一定時間、定位置に留めなければならなかった。それゆえ、測定者にも、動物にも多大なストレスや労力がかかっていた。 Conventionally, in order to measure the body temperature of an animal such as a cow, a contact-type thermometer such as a thermometer has to be inserted into the rectum or mouth and kept at a fixed position for a certain period of time. Therefore, a great deal of stress and effort was applied to both the measurer and the animal.
そこで、サーモグラフィカメラ等のような非接触型温度計により、摂餌中の動物を体外から体温を複数回測定し、測定結果の平均値を求める体温の測定手法が開発されている(特許文献1参照)。 Therefore, a body temperature measurement method has been developed in which a non-contact thermometer such as a thermography camera measures the body temperature of an animal during feeding a plurality of times from outside the body and calculates an average value of the measurement results (Patent Document 1). reference).
しかしながら、一般的に動物は摂餌により体温が上昇するため、摂餌開始時点と摂餌終了時点では体温差が生じる。そうすると、体温測定において誤差が生じ、このような測定誤差が生じると健康管理の信頼性を損なうおそれがある。 However, since the body temperature of an animal generally rises due to feeding, there is a difference in body temperature between the start of feeding and the end of feeding. Then, an error occurs in the measurement of the body temperature, and if such an error occurs, the reliability of health care may be impaired.
一方で、動物の摂餌開始から終了までの間、常に体温を測定しているとデータの処理工数やデータ量が膨大となり、測温作業の効率が悪化するという問題がある。 On the other hand, if the body temperature is constantly measured from the start to the end of the feeding of the animal, there is a problem that the number of data processing steps and the amount of data become enormous, and the efficiency of the temperature measurement operation deteriorates.
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、測温作業の効率の悪化を抑制しつつ、動物の体温測定の正確性を向上させ、より信頼性の高い健康管理を実現することができる測温システム及び測温方法を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve such problems, and an object of the present invention is to improve the accuracy of animal body temperature measurement while suppressing the deterioration of the efficiency of temperature measurement work, and to improve the reliability. An object of the present invention is to provide a temperature measurement system and a temperature measurement method capable of realizing highly-reliable health management.
上記した目的を達成するために、本発明に係る測温システムでは、動物の体温を非接触で測定する測温システムであって、前記動物の摂餌行動を検知可能な摂餌検知部と、非接触で所定の範囲の温度分布を測定可能な体温測定部と、前記摂餌検知部により前記動物の摂餌行動が検知され、前記動物の体温に関係する所定の条件を満たしたときに、前記体温測定部により前記動物の測温対象部分を含む所定の範囲の温度分布を測定させる制御部と、を備える。 In order to achieve the above object, the temperature measurement system according to the present invention is a temperature measurement system that measures the body temperature of an animal in a non-contact manner, and a feeding detection unit that can detect the feeding behavior of the animal, A body temperature measurement unit capable of measuring a temperature distribution in a predetermined range in a non-contact manner, and the feeding behavior of the animal is detected by the feeding detection unit, and when a predetermined condition related to the body temperature of the animal is satisfied, A control unit that causes the body temperature measurement unit to measure a temperature distribution in a predetermined range including the temperature measurement target portion of the animal.
また、上述した測温システムにおいて、前記所定の条件は、前記摂餌行動の時間に応じた条件を含んでもよい。 In the above-described temperature measurement system, the predetermined condition may include a condition corresponding to a time of the feeding behavior.
また、上述した測温システムにおいて、前記所定の条件は、前記摂餌行動の時間に応じた所定のインターバル時間を設けることを含んでもよい。 In the above-described temperature measurement system, the predetermined condition may include providing a predetermined interval time according to a time of the feeding behavior.
また、上述した測温システムにおいて、前記所定の条件は、摂餌量に応じた条件を含んでもよい。 In the above-described temperature measurement system, the predetermined condition may include a condition corresponding to a food intake.
また、上述した測温システムにおいて、前記所定の条件は、摂餌量に応じた所定のインターバル量を設けることを含んでもよい。 Further, in the above-mentioned temperature measurement system, the predetermined condition may include providing a predetermined interval amount according to a food intake amount.
また、上記した目的を達成するために、本発明に係る測温方法では、動物の体温を非接触で測定する測温方法であって、摂餌検知部により前記動物の摂餌行動を検知する摂餌検知工程と、前記摂餌検知部により前記動物の摂餌行動が検知され、前記動物の体温に関係する所定の条件を満たしたときに、体温測定部により前記動物の測温対象部分を含む所定の範囲の温度分布を測定する体温測定工程と、を備える。 In order to achieve the above object, the temperature measurement method according to the present invention is a temperature measurement method for measuring a body temperature of an animal in a non-contact manner, wherein a feeding detection unit detects a feeding behavior of the animal. Feeding detection step, when the feeding behavior of the animal is detected by the feeding detection unit, and when a predetermined condition related to the body temperature of the animal is satisfied, the body temperature measurement unit sets the temperature measurement target portion of the animal. And a body temperature measuring step of measuring a temperature distribution in a predetermined range.
上記手段を用いる本発明によれば、測温作業の効率の悪化を抑制しつつ、動物の体温測定の正確性を向上させ、より信頼性の高い健康管理を実現することができる。 According to the present invention using the above-described means, it is possible to improve the accuracy of the measurement of the body temperature of an animal and realize more reliable health care while suppressing the deterioration of the efficiency of the temperature measurement work.
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1には本発明の一実施形態に係る測温システムの全体構成図が示されている。以下同図に基づき測温システムの構成について説明する。 FIG. 1 shows an overall configuration diagram of a temperature measurement system according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the configuration of the temperature measurement system will be described with reference to FIG.
測温システム1は、動物の体外から当該動物の体温を非接触で測温するものであり、本実施形態においては測定対象の動物を子牛Cとし、深部体温と相関性の高い表面温度を示す眼部Eを測温対象としている。そして、当該測温システム1は、主に、子牛Cの飼料であるミルクを供給する哺乳器2(飼料提供部)と、非接触で所定の範囲の温度分布を測定するサーモグラフィカメラ3(体温測定部)と、当該サーモグラフィカメラ3の制御や子牛Cの健康状態を管理する演算装置4を有している。
The
哺乳器2は、子牛Cが哺乳(摂餌行動)のために咥える人工乳首10と、当該人工乳首10を支持する本体部11と、ミルクタンク12から本体部11にミルクを輸送する輸送管13とから構成されている。本体部11は、一端面中央部にて人工乳首10を支持する円筒部11aと、当該円筒部11aの他端から輸送管13まで円錐状に延びる円錐部11bとからなる。
The
また、人工乳首10には子牛Cの哺乳を検知可能な哺乳センサ14(摂餌検知部)が設けられている。哺乳センサ14は、演算装置4と通信可能に接続されており、子牛Cが哺乳している間、哺乳信号を演算装置4に送信する。なお、当該哺乳センサ14は、子牛Cが哺乳しているのに関係なく、人工乳首10を咥えていることのみを検知するものであってもよい。
Further, the
また、ミルクタンク12には各子牛Cに定められた哺乳量が設定されており、各子牛Cが定められた哺乳量のミルクを飲み終えると、ミルクタンク12は、哺乳対象の子牛Cを次の子牛Cに切り替えるための信号(子牛切替信号)を演算装置4に発信する。なお、哺乳対象の子牛Cの切り替えは哺乳量に応じて設定されるものに限られず、哺乳時間に応じて設定してもよい。
In addition, the milk amount set for each calf C is set in the
サーモグラフィカメラ3は、哺乳器2の本体部11における円筒部11a上部に設けられており、レンズ部分が哺乳時の子牛Cの頭部に指向するよう固定されている。なお、サーモグラフィカメラ3は手動又は自動でレンズ部の向きを変更可能な構成としてもよい。
The
サーモグラフィカメラ3は、測定対象物から発せられる赤外線量に基づいて、非接触で所定の範囲の温度分布を示す熱画像(静止画又は動画)を撮影可能なカメラであり、撮影した熱画像を演算装置4に送信可能である。
The
演算装置4は、上述したミルクタンク12、哺乳センサ14、及びサーモグラフィカメラ3と有線、無線、又はインターネット等の通信網を介して接続されたパーソナルコンピュータ(PC)やサーバ等のコンピュータであり、抽出部20、記憶部21、出力部22、通信部23、制御部24を有している。
The
抽出部20は、サーモグラフィカメラ3により撮影された熱画像から子牛Cの体温(深部体温)に相関する相関温度を抽出する部分である。相関温度を抽出する手法としては、例えば、抽出部20は、子牛Cの頭部において深部体温と相関性の高い部位とされる眼部Eを指定して当該部位の温度を抽出したり、熱画像内において最も高い温度の範囲の平均温度を抽出したりすることで行う。又は、熱画像そのものからではなく、例えば熱画像のヒストグラムを算出し、当該ヒストグラムから温度分布が多い温度を相関温度として抽出してもよい。
The
記憶部21は、子牛Cの相関温度と、当該相関温度を取得した日時及び熱画像を含む体温データを記憶しており、子牛Cの個体ごとに体温データのデータベースが構築される部分である。また、記憶部21は、サーモグラフィカメラ3の撮影制御に関するプログラム等も記憶されている。
The
出力部22は、例えばディスプレイやプリンタであり、画面上や紙に子牛Cの体温等の健康状態に関する情報を出力する部分である。
The
通信部23は、必要に応じて外部の装置と通信可能な部分である。例えば、通信部23は制御部24が子牛Cの健康状態に異常があると判別した場合等に、管理者や獣医師等が所持している端末等にその旨を発信する。また、事態の緊急性に応じて発信先を選択することも可能である。例えば子牛Cが微熱等の緊急性の低い異常状態である場合には管理者のみに発信し、高熱等の緊急性の高い異常状態である場合には獣医師にも発信を行う。さらに、異常状態が検出されたときには、出力部22において緊急性に応じたアラート表示を出したり、図示しないアラーム等で警告音を発する等して、演算装置4を操作している者に対して注意喚起してもよい。
The
そして、制御部24は、子牛Cの体温を体外から非接触で測定すべく、哺乳器2を介して哺乳中(摂餌時)の子牛Cの眼部Eを測温対象物として、サーモグラフィカメラ3により子牛Cの眼部Eの温度を測定する。特に本実施形態の制御部24は、哺乳センサ14により子牛Cの哺乳が検知され、子牛Cの体温に関係する所定の条件を満たしたときにサーモグラフィカメラ3に子牛Cを測温させる。この所定の条件は、例えば哺乳の時間に応じた条件であり、本実施形態では哺乳が検知された時点から2分間のインターバル時間を経過するごとに測温を行うよう設定している。具体的には、哺乳が検知された時点で1度熱画像の撮影を行い、その後、子牛切替信号を受信するまでの間、2分間のインターバル時間が経過するごとに熱画像を撮影する。
Then, in order to measure the body temperature of the calf C from outside the body in a non-contact manner, the
詳しくは、図2に本実施形態における測温システム1の制御部24が実行する測温制御ルーチンを示すフローチャート、以下同フローチャートに沿って測温制御について説明する。
Specifically, FIG. 2 is a flowchart illustrating a temperature measurement control routine executed by the
まず、ステップS1として、制御部24は、哺乳センサ14からの哺乳信号を受信しているか否かを判別する(摂餌検知工程)。当該判別結果が偽(No)である場合は、哺乳信号を受信するまで当該ルーチンをリターンする。一方、当該判別結果が真(Yes)である場合、即ち哺乳センサ14からの哺乳信号を受信した場合にはステップS2に進む。
First, as step S1, the
ステップS2として、制御部24は、哺乳器2前にいる子牛Cの眼部E及びその周囲に焦点が合うようにサーモグラフィカメラ3のフォーカスを調整する。
In step S2, the
続いてステップS3として、制御部24はサーモグラフィカメラ3の校正を行う。ここでのサーモグラフィカメラ3の校正は、公知の手法によるものでよく、例えばサーモグラフィカメラ3に温度計が備えられており、当該温度計により測定される実測温度から、サーモグラフィカメラ3により撮影される熱画像の温度分布の校正を行う。
Subsequently, as step S3, the
そして、ステップS4において制御部24は、サーモグラフィカメラ3により子牛Cの眼部Eを含む範囲において熱画像を複数枚撮影する。本実施形態では、1秒ごとに1枚の熱画像を撮影し、10秒間撮影し続け、合計10枚の熱画像を撮影する。
Then, in step S4, the
次に、ステップS5において、制御部24は、抽出部20により子牛Cの体温に相関する相関温度を抽出し、抽出した相関温度を含む体温データを記憶部21に保存する。ここで保存する体温データの相関温度は、ステップS4において撮影した複数の熱画像それぞれから抽出される相関温度でもよいし、平均化した相関温度でもよい。
Next, in step S5, the
続くステップS6において、制御部24は、子牛切替信号を受信したか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合、即ち未だ定められた哺乳量のミルクを飲み終えていない場合は、ステップS7に進む。
In subsequent step S6,
ステップS7において、制御部24は、ステップS4の熱画像の撮影からインターバル時間を経過したか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合、即ちインターバル時間を経過してない場合は、ステップS6に戻り、再度子牛切替信号の受信の判別を行う。一方、当該判別結果が真(Yes)である場合、即ちインターバル時間を経過した場合には当該ルーチンをリターンし、哺乳信号の受信が継続していれば(S1がYes)再度熱画像の撮影を行う(S4)(体温測定工程)。
In step S7, the
そして、子牛切替信号を受信したとき、即ち現在哺乳している子牛Cが定められた哺乳量を飲み終えたときには、上記ステップS6の判別結果が真(Yes)となり、ステップS8に進む。 Then, when the calf switching signal is received, that is, when the calf C currently suckling has finished drinking the predetermined amount of feeding, the result of the determination in step S6 is true (Yes), and the process proceeds to step S8.
ステップS8において、制御部24は、哺乳対象の子牛Cを次の子牛Cに切り替えて、当該ルーチンをリターンする。この子牛Cの切り替えは、例えば哺乳器2を次の子牛Cの前に移動させることで行う。なお、全ての子牛Cの哺乳が完了したときには、当該ルーチンを終了させる。
In step S8, the
ここで図3を参照すると、哺乳時間と体温の関係の一例を示すグラフが示されており、以下、同図に基づき哺乳時間と体温の関係について説明する。なお、同図に示すグラフでは縦軸が子牛Cの体温、横軸が1回の熱画像撮影ステップにて撮影した撮影回数を示している。 Referring now to FIG. 3, there is shown a graph showing an example of the relationship between feeding time and body temperature. Hereinafter, the relationship between feeding time and body temperature will be described with reference to FIG. In the graph shown in the figure, the vertical axis indicates the body temperature of the calf C, and the horizontal axis indicates the number of times of imaging performed in one thermal image imaging step.
図3では、哺乳開始時に測温した一連の体温データD1(円形のプロット)、哺乳開始から2分後に測温された一連の体温データD2(四角形のプロット)と、哺乳開始から4分後に測温された一連の体温データD3(三角形のプロット)が示されている。 In FIG. 3, a series of body temperature data D1 measured at the start of feeding (circular plot), a series of body temperature data D2 measured 2 minutes after the start of feeding, (a square plot), and a A series of warmed body temperature data D3 (triangular plot) is shown.
図3に示すように、多少ばらつきはあるものの、哺乳開始時点の体温データD1では子牛Cの体温は低く(約39.5〜39.7℃)、そこから2分間のインターバル時間を置いて測温した体温データD2は上昇し(約39.7〜39.9℃)、さらに2分間のインターバル時間を置いて測温した体温データD3はさらに上昇している(約39.9〜40.1℃)。なお、制御部24は、このようにインターバル時間を置いて測温した各体温データを平均化して健康管理のための体温データとして使用してもよいし、例えば複数の体温データのうちの一つ(例えば体温データD2のみ)を健康管理のための体温データとして使用してもよい。
As shown in FIG. 3, although there is some variation, the body temperature of calf C is low (about 39.5 to 39.7 ° C.) in body temperature data D1 at the start of feeding, and the body temperature measured at intervals of 2 minutes therefrom The data D2 rises (about 39.7 to 39.9 ° C.), and the body temperature data D3 measured at an interval of two minutes further rises (about 39.9 to 40.1 ° C.). The
従って、本実施形態に係る測温システム1のように、哺乳センサ14により子牛Cの哺乳が検知され、当該子牛Cの体温に関係する所定の条件が満たされたときに熱画像による測温を行うことで、哺乳による体温上昇に応じた測温を行うことができることになる。
Therefore, like the
特に所定の条件を哺乳時間に基づく条件とし、具体的には所定のインターバル時間ごとに測温を行うことで、常時測定するよりもデータの処理工数とデータ量を削減することができ、測温作業の効率の悪化を抑制することができる。 In particular, the predetermined condition is a condition based on the feeding time, and specifically, by performing temperature measurement at predetermined interval times, it is possible to reduce the number of data processing steps and the data amount as compared with the case of constantly measuring, and to measure the temperature. Deterioration of work efficiency can be suppressed.
このように本実施形態に係る測温システム1及び測温方法によれば、測温作業の効率の悪化を抑制しつつ、動物の体温測定の正確性を向上させ、より信頼性の高い健康管理を実現することができる。
As described above, according to the
以上で本発明の実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。 The embodiment of the present invention has been described above, but aspects of the present invention are not limited to this embodiment.
上記実施形態では、体温を測定する対象動物を子牛Cとし、測温対象を眼部Eとしているが、本発明の測温システム及び測温方法により体温を測定できる対象動物や測温対象はこれに限られるものではない。例えば、豚等の他の家畜を対象動物としたり、深部体温と相関性の高い表面温度を示す部分であれば眼部以外を測温対象としたりすることもできる。 In the above embodiment, the target animal for measuring the body temperature is the calf C, and the temperature measurement target is the eye E. However, the target animal or the temperature measurement target whose body temperature can be measured by the temperature measurement system and the temperature measurement method of the present invention are: However, it is not limited to this. For example, another domestic animal such as a pig can be used as a target animal, or a portion other than the eye portion can be used as a temperature measurement target if the portion shows a surface temperature highly correlated with the core body temperature.
また、上記実施形態における測温システム1では、サーモグラフィカメラ3と演算装置4とは分離されて設置されているが、これに限らずサーモグラフィカメラ内に演算装置を組み込んでもよい。
Further, in the
また、上記実施形態の側温制御ルーチンでは、熱画像の撮影(S4)前に、フォーカスの調整(S2)やカメラの校正(S3)を行っているが、2回目以降の熱画像の撮影前にこれらの処理を省略してもよい。又はインターバル時間の中でこれらの処理を行ってもよい。これにより、測温作業の効率の悪化をより一層抑制することができる。 In the side temperature control routine of the above embodiment, the focus adjustment (S2) and the camera calibration (S3) are performed before the thermal image is captured (S4), but before the second and subsequent thermal images are captured. Alternatively, these processes may be omitted. Alternatively, these processes may be performed during the interval time. Thereby, the deterioration of the efficiency of the temperature measuring operation can be further suppressed.
また、上記実施形態では、測温を行う所定の条件として、インターバル時間を設定しているが、測温を行う所定の条件はこれに限られるものではない。例えば、所定の条件として、摂餌量に応じた条件を含んでもよい。具体的には、哺乳量に一定のインターバル量を設け、当該インターバル量を哺乳するごとに測温するようにしてもよい。これにより上記実施形態と同様の効果を奏することができる。 In the above embodiment, the interval time is set as the predetermined condition for performing the temperature measurement, but the predetermined condition for performing the temperature measurement is not limited to this. For example, the predetermined condition may include a condition corresponding to a food consumption. Specifically, a fixed interval amount may be provided for the feeding amount, and the temperature may be measured each time the interval amount is fed. Thereby, the same effect as the above embodiment can be obtained.
また、所定の条件に関しては、この他にも、動物の種類、性別、年齢等の動物の生体情報、又は各個体ごとに応じて摂餌開始から体温が安定する時間や摂餌量に合わせて所定の条件を設定することで、より精密な測温を実現することも可能である。 In addition, regarding the predetermined condition, in addition to this, in addition to the biological information of the animal such as the type, sex, age, etc. of the animal, or the time when the body temperature is stabilized from the start of feeding according to each individual or the amount of food to be consumed By setting predetermined conditions, it is also possible to realize more precise temperature measurement.
1 測温システム
2 哺乳器(飼料提供部)
3 サーモグラフィカメラ(体温測定部)
4 演算装置
12 ミルクタンク
14 哺乳センサ(摂餌検知部)
24 制御部
C 子牛
E 眼部
1
3 thermography camera (body temperature measurement part)
4
24 Control part C Calf E Eye part
Claims (6)
前記動物の摂餌行動を検知可能な摂餌検知部と、
非接触で所定の範囲の温度分布を測定可能な体温測定部と、
前記摂餌検知部により前記動物の摂餌行動が検知され、前記動物の体温に関係する所定の条件を満たしたときに、前記体温測定部により前記動物の測温対象部分を含む所定の範囲の温度分布を測定させる制御部と、
を備える測温システム。 A non-contact temperature measurement system for measuring the temperature of an animal,
A feeding detection unit capable of detecting the feeding behavior of the animal,
A body temperature measurement unit that can measure a temperature distribution in a predetermined range without contact,
When the feeding detection unit detects the feeding behavior of the animal and satisfies a predetermined condition related to the body temperature of the animal, the body temperature measurement unit determines a predetermined range including a temperature measurement target portion of the animal. A control unit for measuring the temperature distribution,
Temperature measurement system equipped with.
摂餌検知部により前記動物の摂餌行動を検知する摂餌検知工程と、
前記摂餌検知部により前記動物の摂餌行動が検知され、前記動物の体温に関係する所定の条件を満たしたときに、体温測定部により前記動物の測温対象部分を含む所定の範囲の温度分布を測定する体温測定工程と、
を備える測温方法。
A temperature measurement method for measuring the body temperature of an animal in a non-contact manner,
A feeding detection step of detecting a feeding behavior of the animal by a feeding detection unit,
When the feeding detection unit detects the feeding behavior of the animal and satisfies a predetermined condition related to the body temperature of the animal, the body temperature measurement unit detects a temperature in a predetermined range including a temperature measurement target portion of the animal. A body temperature measuring step of measuring the distribution,
A temperature measuring method comprising:
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