JP7125879B2 - Temperature measurement system and temperature measurement method - Google Patents
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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 measuring system and a temperature measuring 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 animals such as cows, it has been necessary to insert a contact thermometer such as a thermometer into the rectum or mouth and hold it in place for a certain period of time. Therefore, a great deal of stress and labor 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、摂餌中の動物を非接触で深部体温(核心温度)に相関する眼やその周囲(眼部)の温度を複数回測定し、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, by using a non-contact thermometer such as a thermography camera, the temperature of the eye and its surroundings (ocular area), which correlates with the deep body temperature (core temperature) of the feeding animal, is measured multiple times without contact. A method for measuring body temperature has been developed to find the average value of the results (see Patent Document 1).
しかしながら、非接触により動物の体温測定を行う時に、風が動物の眼部に当たっていると、測定した眼部の温度が深部体温に相関しなくなるという問題がある。 However, when measuring the body temperature of an animal in a non-contact manner, if the animal's eye is exposed to wind, there is a problem that the measured eye temperature does not correlate with the core body temperature.
また、特許文献1では、動物の体温測定を迅速化するため、撮影された動物頭部の熱画像から最も高い温度を示している部分を、深部体温と相関する眼部であると判断して測温しているが、例えば大気温度が高い時には、眼部と大気との温度差が小さいため眼部を特定しにくくなる。それ以外にも、動物の個体差や撮影している角度等の様々な要因から必ずしも熱画像の中で最も高い温度を示している部分が眼部とは限らない。
In addition, in
このように、非接触による動物の体温測定では、動物が置かれている外部環境の影響を受けやすく、正確に深部体温と相関する箇所を特定できなければ体温測定に誤差が生じることとなる。このような誤差が生じると健康管理の信頼性を損なうという問題がある。 As described above, the non-contact body temperature measurement of animals is easily affected by the external environment in which the animal is placed. If such an error occurs, there is a problem that the reliability of health care is impaired.
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、外部環境の影響を考慮して、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 was made to solve such problems, and its purpose is to improve the accuracy of body temperature measurement of animals by considering the influence of the external environment, and to improve the reliability. An object of the present invention is to provide a temperature measurement system and a temperature measurement method that can realize 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、風情報を検知可能な風検知部と、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、前記体温測定部により測定した温度分布から前記動物の測温対象部分の温度を抽出する抽出部と、前記風検知部により検知した風情報に応じて、前記抽出部が抽出した前記動物の測温対象部分の温度を補正する制御部と、を備える。 In order to achieve the above object, the temperature measuring system according to the present invention is a temperature measuring system for measuring the body temperature of an animal in a non-contact manner. a body temperature measuring unit capable of measuring a temperature distribution in a range; an extracting unit for extracting the temperature of a part of the animal whose temperature is to be measured from the temperature distribution measured by the body temperature measuring unit; and a control unit for correcting the temperature of the temperature measurement target part of the animal extracted by the extraction unit.
また、上述した測温システムにおいて、前記抽出部は、前記体温測定部により測定した温度分布から前記動物の測温対象部分を特定することを機械学習により学習した画像解析機能を用いてもよい。 Further, in the temperature measurement system described above, the extraction unit may use an image analysis function learned by machine learning to identify the temperature measurement target part of the animal from the temperature distribution measured by the body temperature measurement unit.
また、上述した測温システムにおいて、さらに大気温度を検知可能な大気温度検知部を備え、前記制御部は、前記風情報と、大気温度検知部より検知される大気温度とに応じて、前記抽出部が抽出した前記動物の測温対象部分の温度を補正してもよい。 Further, the temperature measurement system described above further includes an air temperature detection unit capable of detecting an air temperature, and the control unit performs the extraction according to the wind information and the air temperature detected by the air temperature detection unit. The temperature of the temperature measurement target part of the animal extracted by the part may be corrected.
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、風検知部により風情報を検知する風検知工程と、体温測定部により非接触で所定の範囲の温度分布を測定する体温測定工程と、抽出部により前記温度測定工程により測定した温度分布から前記動物の測温対象部分の温度を抽出する抽出工程と、制御部により前記風検知工程により検知した風情報に応じて、前記抽出工程にて抽出した前記動物の測温対象部分の温度を補正する補正工程と、を備える。 Further, in order to achieve the above object, a temperature measuring method according to the present invention is a temperature measuring method for measuring the body temperature of an animal in a non-contact manner, comprising a wind detecting step of detecting wind information with a wind detecting unit; A body temperature measuring step of measuring a temperature distribution in a predetermined range without contact by a body temperature measuring unit, and an extracting step of extracting the temperature of a part of the animal whose temperature is to be measured from the temperature distribution measured by the temperature measuring step by an extracting unit. a correction step of correcting the temperature of the part of the animal subject to temperature measurement extracted in the extraction step according to the wind information detected in the wind detection step by a control unit.
上記手段を用いる本発明によれば、外部環境の影響を考慮して、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 means, it is possible to improve the accuracy of body temperature measurement of animals by considering the influence of the external environment, and to realize more reliable health management.
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on 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 one embodiment of the present invention. The configuration of the temperature measurement system will be described below with reference to the same drawing.
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身体部分である眼部Eを測温対象部分としている。
The
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、風情報を検知する風速計4(風検知部)と、当該サーモグラフィカメラ3及び風速計4の制御や子牛Cの健康状態を管理する演算装置5から構成されている。
The
哺乳器2は、子牛Cが哺乳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、ミルクを貯留するミルクタンク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
哺乳器2の円筒部11aの上部には支持板14が設けられ、サーモグラフィカメラ3と風速計4は当該支持板14上に設けられている。支持板14は人工乳首10の延長方向に対して、垂直な水平方向に延びており、一端部が円筒部11a上部に固定されている。
A
サーモグラフィカメラ3は、支持板14の一端側に設けられており、レンズ部が哺乳時の子牛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5に送信可能である。また、サーモグラフィカメラ3には、大気温度を検知可能な温度センサ3a(大気温度検知部)が設けられており、当該温度センサ3aにより検知された大気温度も演算装置5に送信可能である。
The
風速計4は、支持板14の他端部に設けられている。なお、風速計4は測定対象に近いほど好ましい。本実施形態の風速計4は、いわゆる風車型風速計であり、風速を検知可能であるとともに、風向きも検知可能である。この他にも風速計としては風杯型風速計等がある。風速計4により検知した風速、風向を含む風情報は演算装置5に送信可能である。
The
演算装置5は、サーモグラフィカメラ3及び風速計4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)に相関する眼部Eの温度を抽出する部分である。眼部Eの温度を抽出する手法として、抽出部20は、熱画像内から眼部Eの位置を特定して、当該位置の温度を抽出する。本実施形態における抽出部20はこの眼部Eの特定に、熱画像の温度分布から子牛の眼部Eを特定することを機械学習により学習した画像解析機能を用いる。例えば、当該画像解析機能は、子牛の眼部を特定した大量の熱画像を学習用データセットとしてディープラーニングにより学習した学習済みモデルにより形成する。なお、機械学習の方法はこれに限られず、他の方法を用いて学習してもよい。
The
記憶部21は、抽出部20が抽出した子牛Cの眼部Eの温度、当該温度を取得した日時、当該温度の基となった熱画像、当該熱画像撮影時の風情報、大気温度と、これらの情報に基づいて算出される子牛Cの体温データ等を記憶しており、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。
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5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を介して哺乳中の子牛Cの眼部Eを測温対象部分として、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。そして、風速計4により検知した風情報に応じて、抽出部20が抽出した子牛Cの眼部Eの温度を補正して、当該子牛Cの体温データを算出する。
Then, in order to measure the body temperature of the calf C from the outside of the body without contact, the
詳しくは、図2に本実施形態における測温システムの制御部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。 More specifically, FIG. 2 is a flow chart showing a temperature measurement control routine executed by the control unit of the temperature measurement system according to this embodiment, and the temperature measurement control will be described below along the same flow chart.
まず、ステップS1において、制御部24は子牛Cが哺乳器2の人工乳首10を咥えたことを検知(哺乳検知)する。
First, in step S1, the
続くステップS2において、制御部24はサーモグラフィカメラ3により熱画像を撮影する。具体的には、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し、温度センサ3aにより検知される大気温度を用いて熱画像の温度分布を校正した上で、熱画像を撮影する。なお、このとき撮影する熱画像は1枚に限られず複数枚撮影してもよい。また、制御部24は熱画像の撮影とともに温度センサ3aにより検知される大気温度の情報も取得する。
In subsequent step S2, the
次にステップS3において、抽出部20が熱画像から眼部Eの位置を画像解析機能により特定する。そして、ステップS4において、抽出部20は特定した眼部Eの温度を抽出する。
Next, in step S3, the
また、ステップS5において、制御部24は風速計4により検知される風速や風向き等の風情報を取得する。
In step S<b>5 , the
ステップS6において、制御部24は取得した風情報に応じて、抽出部20が抽出した子牛Cの眼部Eの温度を補正する。具体的には、制御部24は、熱画像撮影時の風速と風向きから子牛Cの眼部Eに当たる風量等を推定し、それに伴う眼部Eの温度変化を算出する。さらに、温度センサ3aより取得した大気温度を用いて、眼部Eの温度変化を算出する。この温度変化の算出においては、例えば予め実験やシミュレーションにより風速、風向き、大気温度、眼部Eの温度との関係のテーブルを作成しておくことで算出してもよい。そして、制御部24は算出した温度変化により眼部Eの温度を補正したものを子牛Cの体温データとする。
In step S6, the
そして、ステップS7において、制御部24は、補正後の体温データを記憶部21に保存し、当該ルーチンを終了する。
Then, in step S7, the
このように、本実施形態に係る測温システム1は、サーモグラフィカメラ3により非接触で子牛Cの眼部Eの温度を抽出して、当該温度を風情報に応じて補正することで、子牛Cに当たる風を考慮した、より正確な体温を測定することができる。
As described above, the
また、抽出部20は熱画像の温度分布から眼部Eの位置を特定することを機械学習により学習した画像解析機能を用いて特定することで、外部環境の変化に対応しつつ眼部Eの位置を特定することができる。
In addition, the extracting
さらに、温度センサ3aにより大気温度を検知して、当該大気温度も用いて眼部Eの温度の補正を行うことで、より一層正確に体温を測定することができる。
Furthermore, by detecting the atmospheric temperature with the
このように本実施形態に係る測温システム及び測温方法によれば、強風時や高温時又は低温時等の外部環境の影響を考慮して、子牛C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 temperature measurement system and temperature measurement method according to the present embodiment, the accuracy of body temperature measurement of the calf C can be improved in consideration of the influence of the external environment such as strong wind, high temperature, or low temperature. , more reliable health management can be achieved.
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。 Although the description of the embodiment of the present invention is finished above, the aspect of the present invention is not limited to this embodiment.
上記実施形態では、サーモグラフィカメラ3に温度センサ3aが設けられているが、大気温度を検知する温度センサはサーモグラフィカメラ以外に設けられてもよい。例えば、独立した温度センサとして設けてもよいし、風速計等の他の装置が有している温度センサを用いてもよい。
In the above embodiment, the
1 測温システム
2 哺乳器
3 サーモグラフィカメラ(体温測定部)
3a 温度センサ(大気温度検知部)
4 風速計(風検知部)
5 演算装置
20 抽出部
24 制御部
C 子牛
E 眼部
1
3a temperature sensor (atmospheric temperature detector)
4 Anemometer (wind detector)
5
Claims (4)
風情報を検知可能な風検知部と、
非接触で所定の範囲の温度分布を示す熱画像を撮影可能なカメラである体温測定部と、
前記体温測定部により測定した温度分布から前記動物の測温対象部分の温度を抽出する抽出部と、
前記風検知部により検知した風情報に応じて、前記動物の測温対象部分に当たる風量を推定し、前記抽出部が抽出した前記動物の測温対象部分の温度を前記風量に基づいて補正する制御部と、
を備える測温システム。 A temperature measuring system for measuring the body temperature of an animal without contact,
a wind detection unit capable of detecting wind information;
a body temperature measuring unit, which is a camera capable of taking a non-contact thermal image showing a temperature distribution in a predetermined range;
an extraction unit for extracting the temperature of the temperature measurement target part of the animal from the temperature distribution measured by the body temperature measurement unit;
Control for estimating the amount of air hitting the part of the animal whose temperature is to be measured according to the wind information detected by the wind detection unit, and correcting the temperature of the part of the animal whose temperature is to be measured extracted by the extracting unit based on the air amount. Department and
temperature measurement system.
前記制御部は、前記風情報と、大気温度検知部より検知される大気温度とに応じて、前記抽出部が抽出した前記動物の測温対象部分の温度を補正する請求項1又は2記載の測温システム。 Furthermore, it has an atmospheric temperature detection part that can detect the atmospheric temperature,
3. The control unit according to claim 1 or 2, wherein the control unit corrects the temperature of the target part of the animal for temperature measurement extracted by the extraction unit according to the wind information and the atmospheric temperature detected by the atmospheric temperature detection unit. Temperature measurement system.
A temperature measuring method for measuring the body temperature of the animal in a non-contact manner using the temperature measuring system according to any one of claims 1 to 3 .
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