KR101491774B1 - Cattle behavioral type estrus detection system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소 행동형 발정인식 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 소의 시간별 승가 또는 운동량 패턴을 기록한 전기 신호를 분석함으로써 발정을 인식할 수 있는 소 행동형 발정인식 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 소 사육 번식 농가에서 대상우의 시간별 승가 또는 운동량 패턴을 정밀하게 분석함으로써 발정 발견율이 개선될 수 있으며, 이를 통한 번식 개체관리 효율성을 제고함으로써 사육 번식 농가의 경제성을 향상시킬 수 있다.More particularly, the present invention relates to a small behavior type emotion recognition system capable of recognizing an emotion by analyzing an electric signal in which a time increment or momentum pattern of a small animal is recorded. According to the present invention, the temperature detection rate can be improved by precisely analyzing the time increment or momentum pattern of the subject in the cattle breeding farm, and the economic efficiency of breeding breeding farm can be improved by improving the efficiency of breeding object management.
Description
본 발명은 소 행동형 발정인식 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 소의 시간별 승가 또는 운동량 패턴을 기록한 전기 신호를 분석함으로써 발정을 인식할 수 있는 소 행동형 발정인식 시스템에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a small behavior type emotion recognition system capable of recognizing an emotion by analyzing an electric signal in which a time increment or momentum pattern of a small animal is recorded.
일반적으로 모든 소 사육 농가, 특히 젖소를 사육하는 농가에서는 송아지를 낳은 암소가 생산하는 우유 또는 생산된 송아지가 주 소득원이므로 수태를 하지 못하는 불임 소는 판매 처분하게 되며, 이로 인하여 농장 경영에 나쁜 영향을 미치게 된다. 따라서 암소가 우유 생산성을 유지하기 위해 발정기 배란 적기에 인공수정을 실시함으로써 암소가 수태를 할 수 있도록 하며, 송아지를 낳은 후에는 우유를 생산함으로써 농장의 소득을 발생시킨다. 따라서 암소의 정상적인 발정이 유도되고, 그에 적당한 인공수정을 함으로써 수태율을 높이는 것이 농장의 소득과 연관된 가장 중요하고도 친환경적인 번식관리이다. In general, all cow farmers, especially cow farmers, will be dispossessed because they are the main sources of income from milk produced by cows that produce calves or calves produced, and this will have a negative impact on farm management. I am crazy. Therefore, in order to maintain the milk productivity of the cow, the fertilization of the estrus period allows the cows to fertilize by performing artificial fertilization, and after the calf is produced, milk is produced to generate the income of the farm. Therefore, it is the most important and environmentally friendly breeding management related to the income of the farm to induce the normal estrus of the cow and to increase the conception rate by proper artificial insemination.
현재, 소의 발정 상태 여부를 인지하는 징후로는 거동 불안정, 냄새 맡기, 걸음걸이 횟수의 증가, 발성 음 변화, 승가행위, 승가허용행위 등에 의한 관찰이다. 발정징후 중에서 육안으로 확인하기에 가장 좋은 방법은 승가행위, 승가허용, 거동 불안정 등인데 이는 사람이 24시간동안 관찰해야 하는 많은 어려움이 있어 축산 농가에서는 발정발견에 어려움을 호소하고 있다.At present, signs indicating whether or not the cattle are in a state of estrus are observed due to unstable behavior, deodorization, increase in the number of walking steps, change in vocal sound, ascending behavior, and permitting behavior. Among the signs of estrus, the best way to visually confirm is that there is a tendency to ascend, ascendance, and instability, which is a difficulty for human beings to observe for 24 hours.
특히 CCTV 카메라를 설치하여 녹화 후, 지속적으로 녹화된 화면을 관찰하는 농가도 있지만 번거롭고, 시간이 많이 소요되어 발정 징후를 관찰할 수 있는 기기의 개발을 기다리고 있는 실정이다. 현재 해외에서 개발된 활동량, 보행수, 질 점액의 전기 전도도, 체온 변화 등을 이용한 발정관찰 보조기와 시스템이 개발되어 있지만 소규모 농장에서는 정확도가 낮은 고가의 장비를 구입하기는 어려운 실정이다.Especially, there is a farmer who installs a CCTV camera and observes recorded images continuously after recording. However, it is waiting for the development of a device that can take a lot of time and time and can observe signs of estrus. It is difficult to purchase expensive equipment with low accuracy in a small scale farm although the development of overseas developed osseo observation system and system using activity amount, walking water, electric conductivity of vaginal mucus, body temperature change and the like have been developed.
종래 기술로는 영상 인식을 이용한 발정 탐지 시스템인 한국공개특허공보 제2010-0012614호가 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2010-0012614, which is an esthetic detection system using image recognition, is known in the prior art.
이와 같은 기술적 배경 하에서, 본 발명자들은 예의 노력한 결과, 소 행동형 발정인식 시스템을 개발하기에 이르렀다.Under these technical backgrounds, the present inventors have made intensive efforts to develop a small behavior type esthetic recognition system.
결국, 본 발명의 목적은 발정행동 인식부, 수신부 및 중앙관리부를 포함하며, 암소의 시간별 승가 또는 운동량 패턴을 기록한 전기 신호를 분석함으로써 암소의 발정행동을 판별 및 정량화할 수 있는 소 행동형 발정인식 시스템을 제공하는데 있다.As a result, it is an object of the present invention to provide a small behavioral type emotion recognition device capable of discriminating and quantifying the emotional behavior of a cow by analyzing an electric signal in which an hourly elevation or a momentum pattern of a cow is recorded, System.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해,In order to solve the above technical problem,
본 발명의 일 측면에 따르면, 소의 운동량 및 승가행위를 감지하여 무선신호를 전송하는 발정행동 인식부; 상기 발정행동 인식부로부터 상기 무선신호를 수신하여 중앙관리부로 전송하는 수신부; 및 상기 무선신호로부터 소의 발정행동을 판별 및 정량화하는 중앙관리부;를 포함하며, 상기 발정행동 인식부는, 소의 움직임을 인식하는 센서부; 상기 센서부에서 수집된 무선신호를 상기 중앙관리부로 전송하는 송신부; 및 상기 센서부 및 상기 송신부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 센서부는, 상기 센서부의 기울기, 원통 내부의 슬라이드 볼의 중력 및 상기 소의 운동량에 따른 상기 슬라이드 볼의 충격 에너지량의 변화를 측정하는 원통형 충격 감지기이며, 상기 제어부는, 소의 운동에 따른 상기 충격 에너지량의 변화 및 시간별 승가 또는 운동량 패턴을 탐지하는 소 행동형 발정인식 시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a movement amount of a cow, A receiving unit for receiving the wireless signal from the estrous behavior recognizing unit and transmitting the wireless signal to the central managing unit; And a central management unit for discriminating and quantifying the estrous behavior of the cow from the radio signal, wherein the estrous behavior recognition unit comprises: a sensor unit for recognizing the movement of the cow; A transmitter for transmitting the radio signal collected by the sensor unit to the central management unit; And a control unit for controlling the operation of the sensor unit and the transmitter unit, wherein the sensor unit detects a change in the amount of impact energy of the slide ball according to the tilt of the sensor unit, the gravity of the slide ball inside the cylinder, And the control unit may be provided with a small behavior type emotion recognition system for detecting a change in the amount of the impact energy and a time increment or momentum pattern according to the motion of the cow.
일 실시예에 있어서, 상기 중앙관리부는, 상기 수신된 무선신호로부터 전기적 잡음, 소의 운동량 및 승가행위를 신호 패턴으로 구분하여 발정행동을 분석하는 처리부; 상기 무선신호를 각 개체별로 저장하는 저장부; 및 상기 무선신호의 분석 결과를 정량화하여 표시하는 표시부;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the central management unit includes: a processing unit for analyzing emotional behavior by dividing an electric noise, an amount of exercise and an action amount of the biceps into a signal pattern from the received radio signal; A storage unit for storing the radio signal for each individual entity; And a display unit for quantifying and displaying an analysis result of the wireless signal.
일 실시예에 있어서, 상기 센서부에서 측정되는 충격 에너지량의 변화의 기준은 소의 개체에 따라 변경될 수 있다.In one embodiment, the criteria of the change in the amount of the impact energy measured by the sensor unit may be changed according to the individual of the cattle.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 소의 운동에 따른 에너지 변화 상태를 탐지하여, (a) 운동 시작 후 3 ~ 5 초간 임계값 미만의 에너지 변화가 반복되면 단순 활동으로 판별하며, (b) 임계값 미만의 에너지 변화가 지속적으로 이루어지는 동안에 임계값 이상의 에너지 변화가 일어나면 승가행위로 판별하며, (c) 상기 (a) 및 (b)에 해당되지 않는 에너지 변화가 발생하면 이를 잡음으로 판단하여 상기 제어부의 동작을 초기화하며, 여기서 상기 임계값은 해당 소의 단순 보행시 측정되는 에너지의 4 ~ 5배일 수 있다.In one embodiment, the controller detects an energy change state due to a movement of the biceps, and determines (a) a simple activity if the energy change less than the threshold value is repeated for 3 to 5 seconds after the start of the exercise, (b) (C) when an energy change that does not correspond to (a) and (b) occurs, it is determined that the energy change is a noise, and the control unit Wherein the threshold value may be 4 to 5 times the energy measured in the simple walking of the cattle.
일 실시예에 있어서, 축사 내부를 촬영하고 촬영된 영상을 중앙관리부로 전송하는 영상시스템을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the system may further include an imaging system that photographs the inside of the housing and transmits the photographed images to the central management unit.
일 실시예에 있어서, 상기 영상시스템은 상기 제어부에 의해 소의 승가행위가 판별된 경우, 상기 소의 승가행위의 영상을 별도로 저장할 수 있다.In one embodiment, the image system may separately store an image of the cow's worth of the behavior when the control unit determines that the cow is in the cow behavior.
본 발명에 따르면, 소 사육 번식 농가에서 대상우의 시간별 승가 또는 운동량 패턴을 정밀하게 분석함으로써 발정 발견율이 개선될 수 있으며, 이를 통한 번식 개체관리 효율성을 제고함으로써 사육 번식 농가의 경제성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the temperature detection rate can be improved by precisely analyzing the time increment or momentum pattern of the subject in the cattle breeding farm, and the economic efficiency of breeding breeding farm can be improved by improving the efficiency of breeding object management.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소 행동형 발정인식 시스템의 모식도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발정행동 인식부를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발정행동 인식부에 포함된 무접촉 리드스위치의 회로기판을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발정행동 인식부에 포함된 센서부 및 제어부(마이크로프로세서)를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부에서 인식하는 에너지 패턴의 변화를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신부를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신부 및 처리부의 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙관리부를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 처리부의 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 축사 내부 촬영용 영상시스템을 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상시스템을 통한 축사 내부의 실시간 모니터링 화면(표시부)을 나타낸 것이다.1 is a schematic diagram of a small behavior type emotion recognition system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows an estrogenic behavior recognition unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit board of a contactless reed switch included in an esthetic behavior recognizing unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 illustrates a sensor unit and a control unit (microprocessor) included in the esthetic behavior recognition unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph illustrating a change in energy pattern recognized by the sensor unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating an operation of the controller according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 7 illustrates a receiver according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating an operation of a receiving unit and a processing unit according to an embodiment of the present invention.
9 shows a central management unit according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating an operation of a processing unit according to an embodiment of the present invention.
11 illustrates an imaging system for internal house photography according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 shows a real-time monitoring screen (display unit) inside a house via a video system according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
본 발명의 일 측면에 따르면, 소의 운동량 및 승가행위를 감지하여 무선신호를 전송하는 발정행동 인식부; 상기 발정행동 인식부로부터 상기 무선신호를 수신하여 중앙관리부로 전송하는 수신부; 및 상기 무선신호로부터 소의 발정행동을 판별 및 정량화하는 중앙관리부;를 포함하며, 상기 발정행동 인식부는, 소의 움직임을 인식하는 센서부; 상기 센서부에서 수집된 무선신호를 상기 중앙관리부로 전송하는 송신부; 및 상기 센서부 및 상기 송신부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 센서부는, 상기 센서부의 기울기, 원통 내부의 슬라이드 볼의 중력 및 상기 소의 운동량에 따른 상기 슬라이드 볼의 충격 에너지량의 변화를 측정하는 원통형 충격 감지기이며, 상기 제어부는, 소의 운동에 따른 상기 충격 에너지량의 변화 및 시간별 승가 또는 운동량 패턴을 탐지하는 소 행동형 발정인식 시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a movement amount of a cow, A receiving unit for receiving the wireless signal from the estrous behavior recognizing unit and transmitting the wireless signal to the central managing unit; And a central management unit for discriminating and quantifying the estrous behavior of the cow from the radio signal, wherein the estrous behavior recognition unit comprises: a sensor unit for recognizing the movement of the cow; A transmitter for transmitting the radio signal collected by the sensor unit to the central management unit; And a control unit for controlling the operation of the sensor unit and the transmitter unit, wherein the sensor unit detects a change in the amount of impact energy of the slide ball according to the tilt of the sensor unit, the gravity of the slide ball inside the cylinder, And the control unit may be provided with a small behavior type emotion recognition system for detecting a change in the amount of the impact energy and a time increment or momentum pattern according to the motion of the cow.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 소 행동형 발정인식 시스템은, 한우 또는 젖소 번식우의 번식 효율 향상을 위한 소의 발정행동을 감지 및 분석함으로써 발정을 인식하는 시스템에 관한 것으로, 발정행동 인식부, 수신부 및 중앙관리부를 포함하고 있다.As shown in FIG. 1, the microactuator type emotion recognition system according to the present invention is a system for recognizing estrus by sensing and analyzing emotional behavior of a cattle for improving reproductive efficiency of Korean cattle or dairy cattle breeding, A receiving unit, and a central management unit.
도 2 내지 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 발정행동 인식부는, 소의 움직임을 인식하는 센서부; 상기 센서부에서 수집된 무선신호를 상기 중앙관리부로 전송하는 송신부; 및 상기 센서부 및 상기 송신부의 작동을 제어하며, 소의 운동에 따른 상기 충격 에너지량의 변화 및 시간별 승가 또는 운동량 패턴을 탐지하는 제어부;를 포함하고 있다.As shown in FIGS. 2 to 4, the estrous behavior recognizing unit according to the present invention includes a sensor unit for recognizing a movement of a cow; A transmitter for transmitting the radio signal collected by the sensor unit to the central management unit; And a controller for controlling the operation of the sensor unit and the transmitter, and detecting a change in the amount of the impact energy and a time-dependent rise or momentum pattern according to the motion of the bovine.
일 실시예에 있어서, 상기 발정행동 인식부는 비접촉 리드스위치(Non-contacted lead switch), 배터리, 무선 송수신 모듈 및 송신 안테나 등이 더 포함된 인쇄회로기판(PCB)를 포함할 수 있으며, 상기 무선 송수신 모듈은 RF(Radio Frequency) 모듈로 구성될 수 있다. 상기 발정행동 인식부는 소의 특정 위치에 착용되어 소의 행동에 따라 무선신호를 생성하게 되며, 바람직하게는 상기 발정행동 인식부는 목걸이형으로 구성되어, 소의 목 부분에 착용할 수 있다.In one embodiment, the utterance-behavior recognizing unit may include a printed circuit board (PCB) including a non-contact lead switch, a battery, a wireless transmitting / receiving module, and a transmitting antenna, The module may be configured as a Radio Frequency (RF) module. The estrous behavior recognizing unit is worn at a specific position of the cow to generate a radio signal according to the behavior of the cow. Preferably, the estrous behavior recognizing unit is of a necklace type and can be worn on the cow neck.
일 실시예에 있어서, 상기 비접촉 리드스위치는 철/비철금속의 결합으로 이루어진 단로(One-contact point) 스위치가 유리관에 밀봉된 형태로 구성될 수 있으며, 외부의 자기장 에너지를 내부로 전달하여 상기 발정행동 인식부를 On/Off 할 수 있어 전력 소비를 최소화할 수 있다.In one embodiment, the non-contact reed switch may be configured such that a one-contact point switch formed of a combination of ferrous and non-ferrous metals is sealed in a glass tube and transmits the external magnetic field energy to the inside, The recognition unit can be turned on / off so that the power consumption can be minimized.
또한, 일 실시예에 있어서, 상기 발정행동 인식부의 전원 동작/차단(On/Off) 여부를 확인할 수 있는 표시부를 더 포함할 수 있다. 상기 표시부는 상기 발정행동 인식부에 특정 가우스 이상의 자기장을 가해줄 경우, LED 점멸을 통해 상기 발정행동 인식부의 전원의 On/Off 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 상기 발정행동 인식부가 동작(On) 상태일 경우, LED가 0.3 초 간격으로 5회 점멸할 수 있으며, 차단(Off) 상태일 경우, LED가 0.3 초 간격으로 7회 점멸할 수 있으며, 현재 무선 신호를 전송 중일 경우, 1회 전송할 때마다 LDE가 1회 점멸함으로써 발정행동 인식부의 전원 및 동작 상태를 관찰자가 육안으로 확인할 수 있다.Further, in one embodiment, the display device may further include a display unit for confirming whether the power-on / off state (On / Off) of the emotional state recognition unit is confirmed. The display unit can confirm whether the power of the emotion recognition unit is turned on or off by blinking the LED when the emotion recognition unit is applied with a magnetic field of a specific Gaussian or higher. For example, in the ON state, the LED may flicker 5 times at intervals of 0.3 second, and when it is in the OFF state, the LED may flash 7 times at 0.3 second intervals , If the wireless signal is currently being transmitted, the LDE blinks once every time it is transmitted once, so that the observer can visually confirm the power and operating state of the esthetic behavior recognizing unit.
일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 센서부는, 상기 센서부의 기울기, 원통 내부의 슬라이드 볼의 중력 및 상기 소의 운동량에 따른 상기 슬라이드 볼의 충격 에너지량의 변화를 측정하는 원통형 충격 감지기일 수 있다.In one embodiment, the sensor unit according to the present invention may be a cylindrical impact sensor for measuring a change in the amount of impact energy of the slide ball according to the tilt of the sensor unit, the gravity of the slide ball inside the cylinder, and the momentum of the cow.
보다 구체적으로, 상기 센서부는 비철금속의 원통 형태의 2접점 기울기 및 충격 감지기(Tilt and Shock Detector)로서, 센서의 기울기 및 원통 내부의 슬라이브 볼(slide ball)의 중력 및 소의 운동량에 따라 충격 에너지량을 설정하여 선택적으로 사용할 수 있는 범용적인 물리량 검출 소자로 이루어질 수 있다.More specifically, the sensor unit is a cylindrical contact-type two-point tilt and shock detector. The tilt sensor detects the impact energy according to the tilt of the sensor, the gravitational force of the slide ball inside the cylinder, And a general-purpose physical quantity detecting element that can be selectively used.
일 실시예에 있어서, 상기 센서부에서 소의 운동량을 적절히 검출할 수 있도록 센서부의 기울기는 인쇄회로기판의 수평면 및 중력 방향과의 기울기에 따라 교정되어 사용할 수 있으며, 소의 품종에 따라 변경될 수 있다. 또한, 측정되는 충격 에너지량의 변화의 기준 역시 상기에 언급한 바에 따라 변경될 수 있다.In one embodiment, the slope of the sensor unit may be adjusted according to the slope of the horizontal plane and the gravity direction of the printed circuit board so that the amount of movement of the cattle in the sensor unit can be properly detected. In addition, the criterion for the change in the amount of the impact energy to be measured may also be changed as described above.
예를 들어, 육우(한우)의 발정행동 인식부에 있어서, 바람직하게는 상기 센서부의 길이는 2 cm 및 슬라이드 볼 무게는 3 g을 적용하며, 승가행위 시 개체의 체중에 따른 앞발의 활동 반경(높이)는 1.5 m 이상(약 수 톤에 해당하는 충격 에너지)을 기준으로 하며, 운동량은 다리의 이동 높이 20 cm 이내 및 분당 10 걸음 내외로 단위를 산정할 수 있다. 반면, 젖소의 발정행동 인식부에 있어서, 바람직하게는 상기 센서부의 길이는 2 cm 및 슬라이드 볼 무게는 5 g을 적용하며, 승가행위 시 젖소의 활동반경은 육우(한우)와 유사하나, 운동량은 분당 5 걸음 내외로 단위를 산정할 수 있다.For example, in the estrous behavior recognizing part of the beef cattle (Hanwoo), preferably, the length of the sensor part is 2 cm and the weight of the slide ball is 3 g, and the activity radius of the forefoot Height) is based on more than 1.5 m (impact energy equivalent to several tons), and momentum can be calculated within 20 cm of the moving height of the leg and 10 steps per minute. On the other hand, in the estrous behavior recognizing part of the cow, preferably, the length of the sensor part is 2 cm and the slide ball weight is 5 g, and the activity radius of the cow during the ascending action is similar to that of beef cattle (Hanwoo) The unit can be calculated within 5 steps per minute.
도 5에는 소의 행동패턴에 따른 상기 센서부에서 인식하는 에너지 양상의 변화가 나타나 있다. 정지구간 패턴은 예를 들어, 소가 먹이활동을 위해 멈춰있거나 앉아있는 경우로, 외부의 충격이 없는 동안 상기 센서부로부터의 에너지 검출은 이뤄지지 않는다. 활동구간 패턴은 특정 요인에 의해 소가 정속 운동을 할 경우 균일한 패턴의 에너지 변화가 발생하는 구간을 나타낸다. 승가구간 패턴은 에너지 변화가 급격히 나타나는 구간으로 상기 센서부에 의해 임계치로 설정된 특정 전위 이상의 에너지 변화가 일어남으로써 검출되는 구간이다.Fig. 5 shows a change in the energy pattern recognized by the sensor unit according to the behavior pattern of cattle. The stationary section pattern is, for example, when the cow is stopped or sitting for feeding activity, and energy detection from the sensor section is not performed while there is no external impact. The activity interval pattern represents a period in which a uniform pattern of energy changes occurs when a small constant speed movement is performed by a specific factor. The S-phase interval pattern is a period in which an energy change is rapidly detected and is detected as a result of an energy change exceeding a specific potential set by the sensor unit.
일 실시예에 있어서, 상기 센서부는 각 센서마다 고유번호(ID tag)를 통해 상기 발정행동 인식부가 착용된 소별 정보를 구별하여 데이터베이스화할 수 있으며, 이를 통해 개체관리의 효율성을 제고할 수 있다.
In one embodiment, the sensor unit may distinguish the piece of wear information worn by the sensory-behavior recognizing unit through a unique number (ID tag) for each sensor, and may improve the efficiency of entity management.
본 발명에 따른 송신부는, 상기 센서부에서 수집된 무선신호를 상기 중앙관리부로 전송하며, 일 실시예에 있어서, 전파관계법규 상 사용허가 또는 사용료 징수가 필요하지 않은 공용 RF 주파수 ISM(예를 들어, 433 MHz) 대역의 미소전력 모듈을 사용할 수 있으며, 주파수 이동변조(Frequency shift modulation) 방식을 이용한다.
The transmitting unit according to the present invention transmits the radio signal collected by the sensor unit to the central management unit. In one embodiment, a common RF frequency ISM (for example, , 433 MHz) can be used and a frequency shift modulation method is used.
본 발명에 따른 제어부는, 상기 센서부 및 상기 송신부의 작동을 제어하게 되며, 소의 운동에 따른 상기 충격 에너지량의 변화 및 시간별 승가 또는 운동량 패턴을 탐지한다. 일 실시예에 있어서, 상기 센서부에서 검출된 충격 에너지량의 변화 및 시간별 승가 또는 운동량 패턴을 탐지하며, 이를 상기 송신부로 전송하여 최종적으로 중앙관리부까지 전송되도록 한다.
The controller according to the present invention controls the operation of the sensor unit and the transmitter, and detects a change in the amount of the impact energy and a time-dependent rise or a momentum pattern according to the movement of the cow. In one embodiment, a change in the amount of the impact energy detected by the sensor unit and a time-dependent rise or momentum pattern are detected and transmitted to the transmission unit and finally transmitted to the central management unit.
보다 구체적으로, 상기 제어부는 상기 센서부로부터 검출된 운동량에 따른 충격 에너지량의 변화를 시간별 신호 패턴으로 변환하여 저장한 후 도 6에 나타난 바와 같은 동작 흐름도에 따라 신호를 처리한다. More specifically, the control unit converts a change in the amount of impact energy according to the amount of exercise detected by the sensor unit into a time-based signal pattern, stores the converted signal pattern, and processes the signal according to the operation flowchart shown in FIG.
일 실시예에 있어서, 우선, 정지 구간에서는 최초 운동(활동)을 시작하는 충격 에너지량 변환점에서 활동 패턴을 인식할 수 있는 모드로 전환하여 운동에 따른 충격 에너지량 변환 상태를 모니터링하고, 운동(활동) 시작 후 3 ~ 5 초간 일정한 패턴이 반복되면 단순 활동으로 판별한다. 운동(활동) 패턴이 지속적으로 이루어지는 동안 임계값(Threshold position) 이상의 갑작스런 충격 에너지량 변화가 일어나면 이를 승가 행위로 판별한다. 상기의 2 종류의 패턴 이외의 에너지 변화가 발생하면 이는 잡음으로 간주하고 상기 제어부의 동작을 초기화한다. 상기 처리된 신호는 상기 송신부로 전송되어 중앙관리부까지 전송되도록 한다.In one embodiment, first, in the stop period, the mode is switched to a mode capable of recognizing an activity pattern at an impact energy amount conversion point that starts the initial motion (activity), thereby monitoring an impact energy amount conversion state according to the exercise, ) If a certain pattern is repeated for 3 ~ 5 seconds after starting, it is judged as simple activity. If a sudden change in the amount of impact energy occurs beyond the threshold position while the exercise (activity) pattern is continuously being performed, it is determined to be a winning action. When an energy change other than the two kinds of patterns occurs, it is regarded as noise and the operation of the control unit is initialized. The processed signal is transmitted to the transmission unit and transmitted to the central management unit.
여기서, 단순 활동이란 승가 행위와 같은 발정시 나타나는 소의 행동을 제외한 기좌, 보행 등을 포함한다.Here, the simple activity includes a seat, walking, and the like except for the behavior of the cattle which occurs at the time of estrus such as the ascending behavior.
일 실시예에 있어서, 상기 임계값은 해당 소의 품종, 성별 또는 연령과 같은 개체 특성을 고려하여 별도로 설정될 수 있으며, 일반적으로 기좌 또는 보행과 같은 단순 활동 시 발생하는 에너지의 4 ~ 5 배일 수 있다.In one embodiment, the threshold value may be set separately in consideration of the individual characteristics such as the breed, sex, or age of the cattle, and may generally be 4 to 5 times as much as the energy generated in a simple activity such as a stomach or gait .
예를 들어, 운동 시작 후 임계값 이상의 에너지 변화가 발생한 뒤, 1 ~ 3초동안 신호 발생이 없고, 4 ~ 5초 후에 다시 임계값 이상의 에너지 변화가 발생하면 이를 발정 승가행위로 간주할 수 있다.
For example, if there is no signal generation for 1 to 3 seconds after an energy change exceeding a threshold value after the start of exercise, and an energy change of more than a threshold value occurs again after 4 to 5 seconds, it can be regarded as an estrogenic activity.
본 발명에 따른 수신부는, 상기 발정행동 인식부(상기 발정행동 인식부의 송신부)로부터 상기 무선신호를 수신하여 중앙관리부(수신된 데이터 표시 및 데이터베이스 갱신)로 전송하게 되며(도 8 참조), 일 실시예에 있어서, 상기 수신부는 1차적으로 전기적 잡음, 승가 및 운동량에 관한 무선신호를 수신하게 된다(도 7 참조).
The receiving unit according to the present invention receives the wireless signal from the utterance-behavior recognizing unit (the transmitting unit of the utterance-behavior recognizing unit) and transmits the received wireless signal to the central managing unit (displaying the received data and updating the database) In the example, the receiver primarily receives a radio signal relating to electrical noise, an amount of power and an amount of exercise (see FIG. 7).
본 발명에 따른 중앙관리부는, 상기 수신부로부터 수신된 무선신호를 전기적 잡음, 소의 운동량 및 승가행위를 신호 패턴으로 구분하여 발정행동을 분석하는 처리부; 상기 무선신호를 각 개체별로 저장하는 저장부; 및 상기 무선신호의 분석 결과를 정량화하여 표시하는 표시부;를 포함할 수 있다(도 9 참조).The central management unit according to the present invention includes a processor for analyzing emotional behavior by dividing a radio signal received from the receiver into a signal pattern of electric noise, A storage unit for storing the radio signal for each individual entity; And a display unit for quantifying and displaying an analysis result of the radio signal (see FIG. 9).
일 실시예에 있어서, 상기 처리부는 상기 제어부와 유사하게 소의 운동량 및 승가행위를 신호 패턴으로 구분하여 발정행동을 분석하게 된다. 보다 구체적으로, 소의 운동량의 변화가 감지된 경우 우선 상기 제어부에서 신호 패턴을 통해 단순 활동인지 또는 승가 행위인지 여부를 판별한다. 상기 처리부에서는 상기 제어부에 의해 판별된 최초 운동량의 변화(이벤트)를 수신한 후 4 ~ 6초 이내 새로운 이벤트 발생 여부를 탐지한다. 4 ~6 초 이내 새로운 이벤트가 발생하지 않은 경우 운동량 신호 카운터 후 저장하며, 새로운 이벤트가 발생한 경우 다시 8 초 이내 새로운 이벤트 발생 여부를 탐지한다. 8 초 이내 새로운 이벤트가 발생하지 않은 경우 이를 승가 행위로 간주하여 상기 표시부에 소의 정보와 함께 표시하며, 새로운 이벤트가 발생한 경우 운동량 신호 카운터 후 저장하게 된다. 상기 카운터된 운동량 횟수가 10회 이상인 경우 이를 상기 표시부에 소의 정보와 함께 표시하며, 그렇지 않은 경우 활동량 카운터를 초기화하게 된다.In one embodiment, the processor analyzes estrus behaviors by classifying the amount of exercise and the behavior of the cow into signal patterns, similar to the control unit. More specifically, when a change in the momentum of the cattle is sensed, the control unit first determines whether the cattle is a simple activity or an upright activity through a signal pattern. The processing unit detects whether a new event occurs within 4 to 6 seconds after receiving the change (event) of the initial exercise amount discriminated by the control unit. Within 4 ~ 6 seconds, if there is no new event, it will be stored after the counter of momentum signal. If a new event occurs, new event occurrence is detected again within 8 seconds. If a new event does not occur within 8 seconds, it is regarded as an ascending action and is displayed on the display together with the piece of information, and when a new event occurs, it is stored after counting the momentum signal. If the number of times of the counter exercise amount is 10 or more, it is displayed together with the cow information on the display unit, otherwise, the activity amount counter is initialized.
일 실시예에 있어서, 상기 저장부는 소의 시간별 승가 또는 운동량 패턴을 정리하고 표시할 수 있는 프로그램이 내장되어 있으며, 이를 통해 데이터베이스를 구축할 수 있다.
In one embodiment, the storage unit has a built-in program for organizing and displaying a time-dependent rise or momentum pattern of a cow, and can construct a database through the program.
일 실시예에 있어서, 축사 내부를 촬영하고 촬영된 영상을 중앙관리부로 전송하는 영상시스템을 더 포함할 수 있다. 상기 영상시스템에 의해 촬영된 영상은 상기 중앙관리부의 표시부에 표시되며, 이는 소에 부착된 상기 센서부마다 부여된 고유번호(ID tag)를 통해 개체별 운동량 변화 패턴의 정보와 함께 저장될 수 있다.In one embodiment, the system may further include an imaging system that photographs the inside of the housing and transmits the photographed images to the central management unit. An image photographed by the imaging system is displayed on the display unit of the central management unit and may be stored together with the information of the individual exercise amount change pattern through the ID tag assigned to each sensor unit attached to the cow .
일 실시예에 있어서, 상기 영상시스템은 상기 제어부에 의해 소의 승가행위가 감지된 경우, 상기 소의 승가행위의 영상을 별도로 저장할 수 있다. 상기 영상은 동영상 또는 정지 사진 등과 같은 형태일 수 있다.In one embodiment, the image system may separately store an image of the cow's worth behavior when the control unit detects a cow behavior. The image may be in the form of a moving image or a still image.
상기 제어부 및 상기 처리부에 의해 소의 승가 행위가 식별된 경우 이에 대한 데이터는 상기 저장부에 저장되어 데이터베이스화될 수 있다. 이 때, 상기 영상시스템에 의해 승가행위를 하는 소의 영상을 별도로 확보함과 동시에 이를 데이터베이스화함으로써 개체 관리의 효율성을 제고할 수 있다.
When the control unit and the processing unit identify an ascending behavior of a cow, data on the ascending behavior can be stored in the storage unit and converted into a database. At this time, the image of the cow which performs the behavior of the ascending behavior by the image system is secured separately, and the image of the cow is made into a database, thereby improving the efficiency of object management.
즉, 상기 언급된 바와 같이, 본 발명에 따른 소 행동형 발정인식 시스템을 통해 소 사육 번식 농가에서 대상우의 시간별 승가 또는 운동량 패턴을 정밀하게 분석함으로써 발정 발견율이 개선될 수 있으며, 이를 통한 번식 개체관리 효율성을 제고함으로써 사육 번식 농가의 경제성을 향상시킬 수 있다.
That is, as described above, the micro-activity type emotion recognition system according to the present invention can improve the estrus detection rate by precisely analyzing the time-wise rise or momentum pattern of the subject in the breeding farm in the cattle breeding farm, By improving the efficiency, it is possible to improve the economical efficiency of the breeding farm.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be obvious that it is not. It is therefore intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.
Claims (6)
상기 발정행동 인식부로부터 상기 무선신호를 수신하여 중앙관리부로 전송하는 수신부; 및
상기 무선신호로부터 소의 발정행동을 판별 및 정량화하는 중앙관리부;를 포함하며,
상기 발정행동 인식부는 소의 움직임을 인식하는 센서부; 상기 센서부에서 수집된 무선신호를 상기 중앙관리부로 전송하는 송신부; 및 상기 센서부 및 상기 송신부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 센서부는 상기 센서부의 기울기, 원통 내부의 슬라이드 볼의 중력 및 상기 소의 운동량에 따른 상기 슬라이드 볼의 충격 에너지량의 변화를 측정하는 원통형 충격 감지기이며,
상기 제어부는 소의 운동에 따른 상기 충격 에너지량의 변화 및 시간별 승가 또는 운동량 패턴을 탐지하는 소 행동형 발정인식 시스템.
An estrous behavior recognizing unit, which is worn on the neck of the cattle and transmits a radio signal by sensing the amount of exercise and the amount of exercise of the cattle;
A receiving unit for receiving the wireless signal from the estrous behavior recognizing unit and transmitting the wireless signal to the central managing unit; And
And a central management unit for discriminating and quantifying the estrous behavior of the cow from the radio signal,
Wherein the estrous behavior recognizing unit comprises: a sensor unit for recognizing the movement of the cow; A transmitter for transmitting the radio signal collected by the sensor unit to the central management unit; And a controller for controlling operations of the sensor unit and the transmitter unit,
Wherein the sensor unit measures a change in the amount of impact energy of the slide ball in accordance with the tilt of the sensor unit, the gravity of the slide ball inside the cylinder, and the momentum of the cow,
Wherein the control unit detects a change in the amount of the impact energy and a time-dependent rise or a momentum pattern according to a motion of a bovine.
상기 중앙관리부는,
상기 수신된 무선신호로부터 전기적 잡음, 소의 운동량 및 승가행위를 신호 패턴으로 구분하여 발정행동을 분석하는 처리부;
상기 무선신호를 각 개체별로 저장하는 저장부; 및
상기 무선신호의 분석 결과를 정량화하여 표시하는 표시부;를 포함하는 소 행동형 발정인식 시스템.
The method according to claim 1,
The central management unit,
A processor for analyzing emotional behavior by dividing an electric noise, a momentum of a cow, and a behavior of an ups and downs into a signal pattern from the received radio signal;
A storage unit for storing the radio signal for each individual entity; And
And a display unit for quantifying and displaying an analysis result of the wireless signal.
상기 센서부에서 측정되는 충격 에너지량의 변화의 기준은 소의 개체에 따라 변경되는 소 행동형 발정인식 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the reference value of the change in the amount of the shock energy measured by the sensor unit is changed according to the individual of the cattle.
상기 제어부는 소의 운동에 따른 에너지의 변화 상태를 탐지하여,
(a) 운동 시작 후 3 ~ 5 초간 임계값 미만의 에너지 변화가 반복되면 단순 활동으로 판별하며,
(b) 임계값 미만의 에너지 변화가 지속적으로 이루어지는 동안에 임계값 이상의 에너지 변화가 일어나면 승가행위로 판별하며,
(c) 상기 (a) 및 (b)에 해당되지 않는 에너지 변화가 발생하면 이를 잡음으로 판단하여 상기 제어부의 동작을 초기화하며,
여기서 상기 임계값은 해당 소의 단순 보행 시 측정되는 에너지의 4 배인 것인 소 행동형 발정인식 시스템.
The method according to claim 1,
The control unit detects a change state of energy according to a motion of a bovine,
(a) If the energy change is less than the threshold value for 3 to 5 seconds after the start of exercise,
(b) If the energy change over the threshold value occurs while the energy change is less than the threshold value continuously,
(c) when an energy change that does not correspond to the above (a) and (b) occurs, it is determined as noise and the operation of the controller is initialized,
Wherein the threshold value is four times the energy measured in the simple walking of the cattle.
축사 내부를 촬영하고 촬영된 영상을 중앙관리부로 전송하는 영상시스템을 더 포함하는 소 행동형 발정인식 시스템.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And an imaging system for photographing the interior of the housing and transmitting the photographed images to the central management unit.
상기 영상시스템은 상기 제어부에 의해 소의 승가행위가 감지된 경우, 상기 소의 승가행위의 영상을 별도로 저장하는 소 행동형 발정인식 시스템.6. The method of claim 5,
Wherein the image system separately stores an image of the bipartite activity when the control unit detects the biped action.
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- 2013-05-20 KR KR20130056780A patent/KR101491774B1/en active IP Right Grant
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Also Published As
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