KR102461183B1 - 가축 발정탐지장치 - Google Patents
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Abstract
가축 발정탐지장치는 GPS(Global Positioning System) 센서를 통해 가축의 위치를 분석하여 사육장을 결정하는 사육장 결정부, 가축식별코드를 통해 상기 가축의 임신이력을 결정하는 가축 임신이력 결정부, 상기 가축의 내부에 장착되어 가축내부활동을 수집하는 가축 내부활동 수집부, 상기 가축의 외부에 장착되어 가축외부활동을 수집하는 가축 외부활동 수집부, 특정 주기 동안에 수집된 상기 가축내부활동 및 상기 가축외부활동을 분석하여 가축활동에 대한 패턴을 검출하고, 상기 가축활동에 대한 패턴이 기존에 정규적으로 형성된 정규 가축활동 패턴과 다른지 여부를 기초로 가축 셀프활동을 결정하는 가축 셀프활동 결정부, 상기 사육장 내의 사육장 가축 무리에 있는 사육장 가축 각각으로부터 수집된 가축내부활동 및 가축외부활동을 클러스터링 하여 정규 활동 클러스터링을 생성하고, 상기 가축활동이 상기 정규 활동 클러스터링 내에 속한지 여부를 기초로 가축 무리활동을 결정하는 가축 무리활동 결정부, 및 상기 가축의 임신이력을 기초로 현재 임신 가능성을 결정하고, 상기 임신 가능성이 특정 기준 이상인 경우에는 상기 가축 셀프활동 및 상기 가축 무리활동을 기초로 가축 발정 가능성을 결정하는 가축 발정 탐지부를 포함한다.
Description
본 발명은 가축 발정탐지 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 가축의 임신이력 및 가축 활동을 기초로 가축 발정 가능성을 결정할 수 있는 가축 발정탐지장치에 관한 것이다.
축사 관리의 목표는 가축이 건강하게 잘 지내고 있는지 혹은 축사에 이상상황이 발생했는지 등과 같이 가축의 상태 및 환경요소들을 효과적으로 모니터링하고 그에 맞는 적절한 대처방안을 수행하는 것이라고 할 수 있다.
특히, 가축 사육에 있어서 가장 중요한 것은 번식인데, 효과적인 번식을 위해서는 발정을 제때 발견하는 것이 필수적이다. 하지만 축산 농가의 규모가 점차 대형화됨에 따라 작업자 또는 사육사가 관리해야 할 개체 수가 증가하고 있어, 세밀한 관찰이 어려운 실정이고, 항생제 등의 과도한 약품 사용으로 인하여 발정 징후가 약해져, 육안에 의한 발정 식별이 점점 어려워지고 있다.
가축의 발정 여부를 탐지하기 위하여, 사람이 직접 개입하는 전통적인 방법들(육안에 의한 관찰, 발색제, 크레용을 사용하는 방법 등) 외에, 최근 정보통신기술(ICT: Information&Communication Technology)를 접목한 실시간 가축 생체정보 수집을 통해 발정을 감지하는 기술들이 개발되고 있다.
예를 들면, 젖소의 경우 승가의 검출로 젖소의 발정기를 판별하는 경우 젖소의 엉덩이 부분에 삽입 또는 부착형 압력 센서 모듈을 장착하여 승가 허용을 판별하는 방법이 있다. 승가의 검출 이외의 방식으로는 젖소 발목에 계보기(Pedometor) 또는 가속도 센서를 부착하여 활동 증가에 따라 발정기의 유무를 판별하는 방법이 있다. 또한 젖소의 질 내에 전극을 삽입, 측정하여 배란 시간을 예측하는 방법 등이 시도되고 있다.
이와 같은 여러가지 방법으로 발정기의 판별을 하고 있지만 아직까지 신뢰성의 문제점을 갖고 있다.
한국등록특허 제10-2117092호는 행동 패턴 인식을 이용한 소의 발정 탐지시스템에 관한 것으로, 소에 부착되어 소의 움직임 및 행동을 감지하는 행동탐지 센서, 상기 행동탐지 센서에서 감지된 데이터를 수신받아 저장하고 기저장된 축우 관련 사육정보와 함께 데이터베이스를 구축하는 DB 서버, 및 상기 DB 서버에 저장된 데이터를 분석하여 소의 행동 패턴을 인식하고 발정을 탐지하는 분석 서버를 포함하여 구성되며, 상기 분석 서버는 상기 DB 서버에 저장된 움직임 데이터를 기초로 분석하여 소의 휴식상태, 활동상태 및 고활동상태를 포함하는 행동 유형의 특징적 패턴을 찾아내고 소의 행동 유형을 판단하는 행동분석 모듈, 및 상기 행동분석 모듈에서 판단된 상기 소의 행동 유형 정보를 통해 승가 정보를 분석하고 소의 발정 여부를 탐지하는 발정탐지 모듈을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 가축의 임신이력 및 가축 활동을 기초로 가축 발정 가능성을 결정할 수 있는 가축 발정탐지장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 가축의 내부활동 및 외부활동을 수집하고 분석하여 가축활동에 대한 패턴을 검출하고 가축 무리활동과 비교하여 가축 발정상태를 정확히 판단할 수 있는 가축 발정탐지장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 가축의 임신이력을 기초로 현재 임신 가능성을 결정하고 임신 가능성이 있는 경우에 가축 셀프활동 및 가축 무리활동을 기초로 가축 발정 가능성을 결정함으로써 발정기의 탐지 신뢰성을 높일 수 있는 가축 발정탐지장치를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 가축 발정탐지장치는 GPS(Global Positioning System) 센서를 통해 가축의 위치를 분석하여 사육장을 결정하는 사육장 결정부, 가축식별코드를 통해 상기 가축의 임신이력을 결정하는 가축 임신이력 결정부, 상기 가축의 내부에 장착되어 가축내부활동을 수집하는 가축 내부활동 수집부, 상기 가축의 외부에 장착되어 가축외부활동을 수집하는 가축 외부활동 수집부, 특정 주기 동안에 수집된 상기 가축내부활동 및 상기 가축외부활동을 분석하여 가축활동에 대한 패턴을 검출하고, 상기 가축활동에 대한 패턴이 기존에 정규적으로 형성된 정규 가축활동 패턴과 다른지 여부를 기초로 가축 셀프활동을 결정하는 가축 셀프활동 결정부, 상기 사육장 내의 사육장 가축 무리에 있는 사육장 가축 각각으로부터 수집된 가축내부활동 및 가축외부활동을 클러스터링 하여 정규 활동 클러스터링을 생성하고, 상기 가축활동이 상기 정규 활동 클러스터링 내에 속한지 여부를 기초로 가축 무리활동을 결정하는 가축 무리활동 결정부, 및 상기 가축의 임신이력을 기초로 현재 임신 가능성을 결정하고, 상기 임신 가능성이 특정 기준 이상인 경우에는 상기 가축 셀프활동 및 상기 가축 무리활동을 기초로 가축 발정 가능성을 결정하는 가축 발정 탐지부를 포함한다.
상기 가축 임신이력 결정부는 상기 가축의 임신 판정일을 기초로 상기 가축의 임신이력을 가결정한 다음 최종 출산일을 기초로 상기 가축의 임신이력을 최종 결정할 수 있다.
상기 가축 내부활동 수집부는 상기 가축에 생체 삽입 센서를 삽입하여 체온, pH, 움직임, 섭취 활동, 반추 활동, 휴식 활동을 상기 가축내부활동으로서 수집할 수 있다.
상기 가축 외부활동 수집부는 상기 생체 삽입 센서로부터 소나 통신(sonar communication)을 통해 상기 가축내부활동을 수신하고, 상기 가축에 목걸이 센서를 착용시켜 상기 가축의 방향 및 움직임을 상기 가축외부활동으로서 수집하여 상기 가축내부활동 및 상기 가축외부활동을 제공할 수 있다.
상기 가축 외부활동 수집부는 상기 가축의 표면에서 외피 온도를 수집하는 온도센싱모듈, 상기 온도센싱모듈을 상기 가축의 목에 착용하기 위한 제1 및 제2 벨트들 및 상기 제1 및 제2 벨트들 간에 주어진 힘이 특정 기준 이상이면 끊어지도록 하는 토크 리미터를 포함하는 목걸이 센서로부터 상기 가축외부활동을 수신할 수 있다.
상기 가축 셀프활동 결정부는 상기 생체 삽입 센서로부터 긴급 내부활동이 수신되면 상기 패턴의 검출 없이 상기 가축 셀프활동을 비정규적인 활동으로 결정하고 가축 관리자 단말에 상기 가축에 대한 건강 알람을 제공할 수 있다.
상기 가축 셀프활동 결정부는 기준 시간마다 상기 가축활동에 대한 패턴 분석을 재시작하고, 상기 기준 시간으로부터 특정 시간 구간 동안에 상기 정규 가축활동 패턴을 생성하여 상기 정규 가축활동 패턴과의 다름 여부를 결정하여 상기 가축 관리자 단말에 제공할 수 있다.
상기 가축 무리활동 결정부는 생체 삽입 센서를 통한 적어도 한 종류의 제1 센싱 데이터 및 목걸이 센서를 통한 적어도 한 종류의 제2 센싱 데이터를 n차원(상기 n은 자연수) 축으로 설정하여 상기 클러스터링을 수행할 수 있다.
상기 가축 무리활동 결정부는 특정 시간 동안 수집된 상기 적어도 한 종류의 제1 센싱 데이터에 관한대표적 제1 센싱 데이터 및 상기 적어도 한 종류의 제2 센싱 데이터에 관한 대표적 제2 센싱 데이터를 결정하고, 상기 대표적 제1 및 제2 센싱 데이터를 클러스터링 할 수 있다.
상기 가축 발정 탐지부는 상기 가축 셀프활동이 비정규 가축활동 패턴으로 분류된 경우에는 상기가축 무리활동의 활동량이 상기 정규 활동 클러스터링 내에 속한 다른 가축의 활동량보다 특정 임계값 이상인지 여부를 결정하여 상기 가축 발정 가능성을 최종적으로 결정할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가축 발정탐지장치는 가축의 임신이력 및 가축 활동을 기초로 가축 발정 가능성을 결정함으로써, 가축의 번식 효율을 증가시키고 발정 미감지로 인한 피해를 줄여 궁극적으로 축산 농가의 생산성 및 수익성 증대에 이바지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가축 발정탐지장치는 가축의 내부활동 및 외부활동을 수집하고 분석하여 가축활동에 대한 패턴을 검출하고 가축 무리활동과 비교하여 가축 발정상태를 정확히 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가축 발정탐지장치는 가축의 임신이력을 기초로 현재 임신 가능성을 결정하고 임신 가능성이 있는 경우에 가축 셀프활동 및 가축 무리활동을 기초로 가축 발정 가능성을 결정함으로써 발정기의 탐지 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 발정탐지시스템을 나타내는 도면이다.
도 2은 도 1에 있는 가축 발정탐지장치의 시스템 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 있는 가축 발정탐지장치의 기능적 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1에 있는 목걸이 센서 및 가축의 목에 착용한 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1에 있는 가축 발정탐지장치에서 수행되는 가축 발정탐지 과정을 설명하는 순서도이다.
도 2은 도 1에 있는 가축 발정탐지장치의 시스템 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 있는 가축 발정탐지장치의 기능적 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1에 있는 목걸이 센서 및 가축의 목에 착용한 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1에 있는 가축 발정탐지장치에서 수행되는 가축 발정탐지 과정을 설명하는 순서도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것이며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀 질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한, 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 발정탐지시스템을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 가축 발정탐지시스템(100)은 가축 관리자 단말(110), 적어도 하나의 센서(130), 가축 발정탐지장치(150) 및 데이터베이스(170)를 포함한다.
가축 관리자 단말(110)은 가축에 대한 발정 알림 및 가축에 대한 건강 알람을 제공받을 수 있는 컴퓨팅 장치에 해당할 수 있다. 가축 관리자 단말(110)은 스마트폰, 노트북 또는 컴퓨터로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 태블릿 PC 등 다양한 디바이스로도 구현될 수 있다. 가축 관리자 단말(110)은 가축 발정탐지장치(150)와 네트워크를 통해 연결될 수 있다.
적어도 하나의 센서(130)는 가축(200)에 장착되어 발정기를 탐지하기 위한 가축(200)의 생체정보 및 활동정보를 수집할 수 있다. 적어도 하나의 센서(130)는 GPS(Global Positioning System) 센서(131), 생체 삽입 센서(133) 및 목걸이 센서(135)를 포함할 수 있다. GPS 센서(131)는 시간에 따른 가축(200)의 위치를 측정할 수 있다. 보통 가축은 낮보다는 밤에 발정이 개시되는 경우가 많기 때문에 GPS 센서(131)를 통해 밤낮을 감지한다. 생체 삽입 센서(133)는 가축(200)의 생체에 삽입되어 가축(200)의 생체 및 활동 정보를 측정할 수 있다. 생체 삽입 센서(133)는 가축(200)의 구강에 투여되어 가축(200)의 몸에 안착될 수 있다. 예컨대, 가축(200)이 소인 경우 센서(133)는 소의 반추위에 안착되어 가축(200)의 체온, pH, 움직임, 섭취 활동, 반추 활동, 휴식 활동 등의 내부활동을 측정할 수 있다. 목걸이 센서(135)는 가축(200)의 목에 착용되어 가축(200)의 외부활동 정보를 측정할 수 있다. 목걸이 센서(135)에는 가축(200)의 표피 온도 및 움직임을 측정할 수 있다. 목걸이 센서(135)에는 가축(200)의 객체 식별용 전자이표가 부착될 수 있다. 가축(200)의 전자이표는 별도로 설치될 수도 있다. 적어도 하나의 센서(130)는 가축 발정탐지장치(150)와 네트워크를 통해 연결될 수 있다. 적어도 하나의 센서(130)는 특정주기마다 측정 데이터를 가축 발정탐지장치(150)로 전송할 수 있다.
가축 발정탐지장치(150)는 적어도 하나의 센서(130)를 통해 가축(200)의 임신이력 및 가축(200)의 내부 및 외부 활동을 수집하고 수집한 정보를 기초로 가축(200)의 발정기를 탐지하여 가축 관리자 단말(110)에 제공하는 컴퓨터 또는 프로그램에 해당하는 서버로 구현될 수 있다. 가축 발정탐지장치(150)는 가축 관리자 단말(110)과 유선 네트워크 또는 블루투스, WiFi 등과 같은 무선 네트워크로 연결될 수 있고, 네트워크를 통해 가축 관리자 단말(110)과 통신을 수행할 수 있다. 가축 발정탐지장치(150)는 가축(200)의 내외부에 장착된 적어도 하나의 센서(130)와 블루투스, WiFi 등과 같은 무선 네트워크로 연결될 수 있고, 네트워크를 통해 적어도 하나의 센서(130)와 통신을 수행할 수 있다.
데이터베이스(170)는 가축 발정탐지장치(150)의 동작 과정에서 필요한 다양한 정보들을 저장하는 저장장치에 해당할 수 있다. 데이터베이스(170)는 가축 발정탐지장치(150)가 가축 발정탐지과정에서 다양한 형태로 수집 또는 가공된 정보들을 저장할 수 있다.
도 2는 도 1에 있는 가축 발정탐지장치의 시스템 구성을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 가축 발정탐지장치(150)는 프로세서(210), 메모리(230), 사용자 입출력부(250) 및 네트워크 입출력부(270)를 포함하여 구현될 수 있다.
프로세서(210)는 가축 발정탐지장치(150)가 동작하는 과정에서의 각 단계들을 처리하는 프로시저를 실행할 수 있고, 그 과정 전반에서 읽혀지거나 작성되는 메모리(230)를 관리할 수 있으며, 메모리(230)에 있는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리 간의 동기화 시간을 스케줄할 수 있다. 프로세서(210)는 가축 발정탐지장치(150)의 동작 전반을 제어할 수 있고, 메모리(230), 사용자 입출력부(250) 및 네트워크 입출력부(270)와 전기적으로 연결되어 이들 간의 데이터 흐름을 제어할 수 있다. 프로세서(210)는 가축 발정탐지장치(130)의 CPU(Central Processing Unit)로 구현될 수 있다.
메모리(230)는 SSD(Solid State Drive) 또는 HDD(Hard Disk Drive)와 같은 비휘발성 메모리로 구현되어 가축 발정탐지장치(150)에 필요한 데이터 전반을 저장하는데 사용되는 보조기억장치를 포함할 수 있고, RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리로 구현된 주기억장치를 포함할 수 있다.
사용자 입출력부(250)는 사용자 입력을 수신하기 위한 환경 및 사용자에게 특정 정보를 출력하기 위한 환경을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입출력부(250)는 터치 패드, 터치 스크린, 화상 키보드 또는 포인팅 장치와 같은 어댑터를 포함하는 입력장치 및 모니터 또는 터치스크린과 같은 어댑터를 포함하는 출력장치를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 입출력부(250)는 원격 접속을 통해 접속되는 컴퓨팅 장치에 해당할 수 있고, 그러한 경우, 가축 발정탐지장치(150)는 독립적인 서버로서 수행될 수 있다.
네트워크 입출력부(270)은 네트워크를 통해 외부 장치 또는 시스템과 연결하기 위한 환경을 포함하고, 예를 들어, LAN(Local Area Network), MAN(Metropolitan Area Network), WAN(Wide Area Network) 및 VAN(Value Added Network) 등의 통신을 위한 어댑터를 포함할 수 있다.
도 3은 도 1에 있는 가축 발정탐지장치를 기능적으로 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 가축 발정탐지장치(150)는 사육장 결정부(310), 가축임신이력 결정부(320), 가축 내부활동 수집부(330), 가축 외부활동 수집부(340), 가축 셀프활동 결정부(350), 가축 무리활동 결정부(360), 가축 발정 탐지부(370) 및 제어부(380)를 포함한다.
사육장 결정부(310)는 적어도 하나의 센서(130) 중 GPS 센서(131)를 통해 가축의 위치를 분석하여 사육장을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 사육장 결정부(310)는 GPS 센서(131)를 통해 현재 시간과 가축(200)의 위치를 측정하고 밤낮을 구분하여 가축(200)의 위치를 기초로 가축 사육장을 결정할 수 있다. 발정은 밤에 발생되는 경우가 많으므로 밤낮을 구분하여 가축 사육장을 결정할 수 있다.
가축 임신이력 결정부(320)는 가축식별코드를 통해 가축(200)의 임신이력을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 가축 임신이력 결정부(320)는 가축 마다 장착된 이표로부터 가축식별코드를 수신하여 가축의 임신이력을 결정할 수 있다. 이표는 가축의 이력이 내장되어 있는 바코드 인식표로, 해당 가축의 출생과 동시에 귀 등에 부착된다. 여기에서, 이표는 적어도 하나의 센서(130) 중 목걸이 센서(135)에 부착될 수도 있다. 가축 임신이력 결정부(320)는 가축(200)의 임신 판정일을 기초로 가축(200)의 임신이력을 가결정한 다음 최종 출산일을 기초로 가축(200)의 임신이력을 최종 결정할 수 있다.
가축 내부활동 수집부(330)는 가축(200)의 내부에 장착되어 가축내부활동을 수집할 수 있다. 일 실시예에서, 가축 내부활동 수집부(330)는 적어도 하나의 센서(130) 중 생체 삽입 센서(133)를 가축(200)의 내부에 삽입하여 체내 pH, 온도 및 움직임 등 가축(200)의 생체 관련 정보를 측정할 수 있다. 가축 내부활동 수집부(330)는 생체 삽입 센서(133)를 통해 가축(200)의 체온, pH, 움직임, 음수나 사료 섭취 활동, 반추 활동, 휴식 활동 등을 가축내부활동으로서 주기적으로 수집할 수 있다.
가축 외부활동 수집부(340)는 가축(200)의 외부에 장착되어 가축외부활동을 수집할 수 있다. 일 실시예에서, 가축 외부활동 수집부(340)는 가축(200)의 내부에 삽입된 생체 삽입 센서(133)로부터 소나 통신(sonar communication)을 통해 가축내부활동을 수신하고 가축(200)에 목걸이 센서(135)를 착용시켜 가축(200)의 방향 및 움직임을 가축외부활동으로서 수집하여 가축내부활동 및 가축외부활동을 제공할 수 있다. 여기에서, 가축 외부활동 수집부(340)는 목걸이 센서(135)에 자이로 센서를 적용하여 가축(200)의 움직임 방향 및 활동량 등을 수집할 수 있다. 예컨대, 가축(200)에 목걸이 센서(135)를 부착했을 때 각각의 계측된 축별(X축=전후 이동, Y축=좌우이동, Z축=상하이동) 활동량에 있어서 가축(200)의 전후방 이동, 목의 좌우 흔듦, 몸체와 목의 상하 흔듦과 서로간 상관적 움직임 등에서 일정한 패턴을 찾을 수 있다.
가축 외부활동 수집부(340)는 가축(200)의 목에 착용된 목걸이 센서(135)를 통해 가축(200)의 표면에서 외피 온도를 수신할 수 있다. 목걸이 센서(135)는 도 4에 도시한 바와 같이 구성될 수 있다.
도 4는 도 1에 있는 목걸이 센서 및 가축의 목에 착용한 상태를 나타내는 도면이다.
도 4의 (가) 및 (나)를 참조하면, 목걸이 센서(135)는 온도센싱모듈(410), 온도센싱모듈(410)을 가축의 목에 착용하기 위한 제1 및 제2 벨트들(420,430) 및 제1 및 제2 벨트들(420,430) 간에 주어진 힘이 특정 기준 이상이면 끊어지도록 하는 토크 리미터(440)를 포함할 수 있다.
온도센싱모듈(410)은 가축의 표면에서 외피 온도를 센싱할 수 있다. 대부분 가축들의 건강상태를 가장 쉽고 빠르게 말해주는 것이 체온이며 체온을 모니터링하여 실시간으로 질병 여부를 관리할 수 있다. 체온의 측정 부위는 가축에게 상시 부착이 용이한 목, 귀, 발목 등으로 집중되었으나, 해당 부위들은 가축의 열발산 기관에서 측정되는 표피온도로써 심부온도인 직장체온 대비 4~10도 낮게 나타나는 특징이 있으며 이 또한 외기온도에 따라 영향을 받는다.
다시, 도 3으로 돌아가서, 가축 외부활동 수집부(340)는 생체 삽입 센서(133)로부터 소나 통신을 통해 가축내부활동을 수신하고 목걸이 센서(135)로부터 가축외부활동을 수집하여 가축내부활동 및 가축외부활동을 제공할 수 있다. 여기에서, 가축내부활동은 가축의 체온, pH, 움직임, 섭취 활동, 반추 활동, 휴식 활동을 포함할 수 있고, 가축외부활동은 가축의 방향 및 움직임, 외피 온도를 포함할 수 있다.
가축 셀프활동 결정부(350)는 특정 주기 동안에 수집된 가축내부활동 및가축외부활동을 분석하여 가축활동에 대한 패턴을 검출하고 가축활동에 대한 패턴이 기존에 정규적으로 형성된 정규 가축활동 패턴과 다른지 여부를 기초로 가축 셀프활동을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 가축 셀프활동 결정부(350)는 가축 외부활동 수집부(340)를 통해 가축내부활동 및 가축외부활동을 하루 단위로 제공받을 수 있다. 여기에서, 가축 셀프활동 결정부(350)는 생체 삽입 센서(133)로부터 긴급 내부활동이 수신되면 패턴의 검출 없이 가축 셀프활동을 비정규적인 활동으로 결정하고 가축 관리자 단말(110)에 가축에 대한 건강 알람을 제공할 수 있다.
가축 셀프활동 결정부(350)는 기준 시간마다 가축활동에 대한 패턴 분석을 재시작하고 기준 시간으로부터 특정 시간 구간 동안에 정규 가축활동 패턴을 생성하여 정규 가축활동 패턴과의 다름 여부를 결정하여 가축 관리자 단말(110)에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 가축 셀프활동 결정부(350)는 가축(200)의 내부활동 및 외부활동을 기초로 하루 단위 활동 패턴을 검출하고 정규 가축활동패턴이 깨진 경우에 해당 가축(200)이 발정 등이 발생하여 무리에서의 유사한 활동패턴을 벗어난 셀프활동으로 결정할 수 있다. 가축 셀프활동 결정부(350)는 가축 셀프활동의 주기 흐름을 가축 관리자 단말(110)에 제공할 수 있다.
가축 무리활동 결정부(360)는 사육장 내의 사육장 가축 무리에 있는 사육장 가축 각각으로부터 수집된 가축내부활동 및 가축외부활동을 클러스터링 하여 정규 활동 클러스링을 생성하고, 가축활동이 정규 활동 클러스터링 내에 속한지 여부를 기초로 가축 무리활동을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 가축 무리활동 결정부(360)는 생체 삽입 센서(133)를 통한 적어도 한 종류의 제1 센싱 데이터 및 목걸이 센서(135)를 통한 적어도 한 종류의 제2 센싱 데이터를 n차원(여기에서, n은 자연수) 축으로 설정하여 클러스터링을 수행할 수 있다. 가축 무리활동 결정부(360)는 특정 시간 동안 수집된 적어도 한 종류의 제1 센싱 데이터에 관한 대표적 제1 센싱 데이터 및 적어도 한 종류의 제2 센싱 데이터에 관한 대표적 제2 센싱 데이터를 결정하고 대표적 제1 및 제2 센싱 데이터를 클러스터링 할 수 있다.
일 실시예에서, 가축 무리활동 결정부(360)는 정규 활동 클러스터와 가축 활동 클러스터 간의 거리에 기초하여 하기 수학식 1을 통해 비유사도를 산출하고 산출한 비유사도가 특정 조건을 만족하면 가축활동을 가축 무리활동으로 결정할 수 있다.
여기에서, rc1은 정규 활동 클러스터의 반지름, rc2는 특정 시간 동안 수집된 제1 센싱 데이터 및 제2 센싱 데이터의 클러스터의 반지름, Dc1,c2는 두 클러스터의 중심 간 거리를 의미한다.
여기에서, 가축 무리활동 결정부(360)는 상기 수학식을 통해 산출된 비유사도(SDNF)가 "1" 보다 작으면 가축활동을 가축 무리활동으로 결정한다.
가축 발정 탐지부(370)는 가축의 임신이력을 기초로 현재 임신 가능성을결정하고, 임신 가능성이 특정 기준 이상인 경우에는 가축 셀프활동 및 가축 무리활동을 기초로 가축 발정 가능성을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 가축 발정 탐지부(370)는 가축이 임신 및 분만 이력이 있는 경우 분만 이후 가임 가능 시기 및 분만 후 발정이 오는 시기를 기초로 현재 임신 가능성을 결정하고 임신 가능성이 특정 기준 이상으로 가능성이 높은 경우에 가축 활동을 통해 가축 발정 가능성을 결정하여 가축 발정탐지의 신뢰성을 높일 수 있다. 여기에서, 가축 발정 탐지부(370)는 가축 셀프활동이 비정규 가축활동 패턴으로 분류된 경우에는 가축 무리활동의 활동량이 정규 활동 클러스터링 내에 속한 다른 가축의 활동량보다 특정 임계값 이상인지 여부를 결정하여 가축 발정 가능성을 최종적으로 결정할 수 있다. 가축 발정 탐지부(370)는 가축 활동량의 증감을 기초로 발정징후를 탐지할 수 있다. 가축 발정 탐지부(370)는 가축의 임신 가능성과, 가축의 내부활동정보 및 외부활동정보로부터 획득되는 가축의 행동패턴을 종합하여 가축 발정징후를 정확히 탐지할 수 있고 이를 가축 관리자 단말(110)에게 알림 제공할 수 있다.
제어부(380)는 가축 발정탐지장치(150)의 동작 전반을 제어할 수 있고, 사육장 결정부(310), 가축 임신이력 결정부(320), 가축 내부활동 수집부(330), 가축 외부활동 수집부(340), 가축 셀프활동 결정부(350), 가축 무리활동 결정부(360) 및 가축 발정 탐지부(370) 간의 처리 및 데이터 흐름을 제어할 수 있다.
도 5는 도 1에 있는 가축 발정탐지장치에서 수행되는 가축 발정탐지 과정을 설명하는 순서도이다.
도 5에서, 가축 발정탐지장치(150)는 GPS(Global Positioning System) 센서(131)를 통해 가축(200)의 위치를 분석하여 사육장을 결정한다(단계 S510).
가축 발정탐지장치(150)는 가축식별코드를 통해 가축의 임신이력을 결정한다(단계 S520). 일 실시예에서, 가축 발정탐지장치(150)는 가축 임신이력 결정부(320)를 통해 가축(200)의 목에 착용한 목걸이 센서(135)로부터 가축식별코드를 수신하여 가축(200)의 임신 판정일을 기초로 가축(200)의 임신이력을 가결정한 다음 최종 출산일을 기초로 가축(200)의 임신이력을 최종 결정할 수 있다.
가축 발정탐지장치(150)는 가축(200)의 내부에 장착되어 가축내부활동을수집한다(단계 S530). 일 실시예에서, 가축 발정탐지장치(150)는 가축 내부활동수집부(330)를 통해 가축(200)의 체내 삽입한 생체 삽입 센서(133)에 의해 측정되는 가축(200)의 체온, pH, 움직임, 섭취 활동, 반추 활동, 휴식 활동을 가축내부활동으로서 수집할 수 있다.
가축 발정탐지장치(150)는 가축(200)의 외부에 장착되어 가축외부활동을수집한다(단계 S540). 일 실시예에서, 가축 발정탐지장치(150)는 가축 외부활동 수집부(340)를 통해 가축(200)의 목에 착용한 목걸이 센서(135)에 의해 측정되는 가축(200)의 방향 및 움직임, 표피온도를 가축외부활동으로서 수집할 수 있다. 여기에서, 가축 외부활동 수집부(340)는 생체 삽입 센서(133)와 소나 통신을 통해 가축내부활동을 수신하여 가축내부활동 및 가축외부활동을 제공할 수 있다.
가축 발정탐지장치(150)는 특정 주기 동안에 수집된 가축내부활동 및 가축외부활동을 분석하여 가축활동에 대한 패턴을 검출하고, 가축활동에 대한 패턴이 기존에 정규적으로 형성된 정규 가축활동 패턴과 다른지 여부를 기초로 가축 셀프활동을 결정한다(단계 S550). 일 실시예에서, 가축 발정탐지장치(150)는 가축 셀프활동 결정부(350)를 통해 생체 삽입 센서(133)로부터 긴급 내부활동이 수신되면 패턴의 검출 없이 가축 셀프활동을 비정규적인 활동으로 결정하고 가축 관리자 단말(110)에 가축(200)에 대한 건강 알람을 제공할 수 있다. 예컨대, 생체 삽입 센서(133)로부터 가축(200)의 체내 이상 증후 측정시 가축 관리자 단말(110)에 통보하여 질병 여부를 관리할 수 있도록 한다. 여기에서, 가축 셀프활동 결정부(350)는 기준 시간마다 가축활동에 대한 패턴 분석을 재시작하고 기준 시간으로부터 특정 시간 구간 동안에 정규 가축활동 패턴을 생성하여 정규 가축활동 패턴과의 다름 여부를 결정하여 가축 관리자 단말(110)에 제공할 수 있다. 예컨대, 가축(200)의 하루단위 활동패턴이 기존의 정규 가축활동 패턴을 벗어나 활동패턴이 깨지면 해당 가축 활동을 가축 셀프활동으로 결정할 수 있다.
가축 발정탐지장치(150)는 사육장 내의 사육장 가축 무리에 있는 사육장가축 각각으로부터 수집된 가축내부활동 및 가축외부활동을 클러스터링 하여 정규 활동 클러스터링을 생성하고, 가축활동이 정규 활동 클러스터링 내에 속한지 여부를 기초로 가축 무리활동을 결정한다(단계 S560). 일 실시예에서, 가축 발정탐지장치(150)는 가축 무리활동 결정부(360)를 통해 생체 삽입 센서(133) 및 목걸이 센서(135)에서 센싱한 데이터를 n차원 축 설정하여 클러스터링을 수행할 수 있다. 여기에서, 가축 무리활동 결정부(360)는 가축활동이 사육장 내 가축 무리의 발정이 발생되지 않은 상태에서 수집한 가축내부활동 및 가축외부활동으로 이루어진 정규 활동 클러스터링 내에 속하면 가축 무리활동으로 결정할 수 있다.
가축 발정탐지장치(150)는 가축의 임신이력을 기초로 현재 임신 가능성을 결정하고, 임신 가능성이 특정 기준 이상인 경우에는 가축 셀프활동 및 가축 무리활동을 기초로 가축 발정 가능성을 결정한다(단계 S570). 일 실시예에서, 가축 발정탐지장치(150)는 가축 발정 탐지부(370)를 통해 가축(200)의 임신 가능성이 있는 경우 가축 셀프활동이 비정규 가축활동 패턴으로 분류된 경우에는 가축 무리활동의 활동량이 정규 활동 클러스터링 내에 속한 다른 가축의 활동량보다 특정 임계값 이상인지 여부를 결정하여 가축 발정 가능성을 최종적으로 결정할 수 있다. 여기에서, 가축 발정 탐지부(370)는 임신 가능성이 있는 경우 같은 무리의 가축과 비교하여 가축(200)의 활동량이 상대적으로 많은지 살펴보고 발정가능성을 결정할 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 가축 발정탐지시스템
110: 가축 관리자 단말 130: 적어도 하나의 센서
131: GPS 센서 133: 생체 삽입 센서
135: 목걸이 센서
150: 가축 발정탐지장치 170: 데이터베이스
200: 가축
310: 사육장 결정부 320: 가축 임신이력 결정부
330: 가축 내부활동 수집부 340: 가축 외부활동 수집부
350: 가축 셀프활동 결정부 360: 가축 무리활동 결정부
370: 가축 발정 탐지부 380: 제어부
410: 온도센싱모듈 420,430: 제1 및 제2 벨트들
440: 토크 리미터
110: 가축 관리자 단말 130: 적어도 하나의 센서
131: GPS 센서 133: 생체 삽입 센서
135: 목걸이 센서
150: 가축 발정탐지장치 170: 데이터베이스
200: 가축
310: 사육장 결정부 320: 가축 임신이력 결정부
330: 가축 내부활동 수집부 340: 가축 외부활동 수집부
350: 가축 셀프활동 결정부 360: 가축 무리활동 결정부
370: 가축 발정 탐지부 380: 제어부
410: 온도센싱모듈 420,430: 제1 및 제2 벨트들
440: 토크 리미터
Claims (10)
- GPS(Global Positioning System) 센서를 통해 가축의 위치를 분석하여 사육장을 결정하는 사육장 결정부;
가축식별코드를 통해 상기 가축의 임신이력을 결정하는 가축 임신이력 결정부;
상기 가축의 내부에 장착되어 가축내부활동을 수집하는 가축 내부활동 수집부;
상기 가축의 외부에 장착되어 가축외부활동을 수집하는 가축 외부활동 수집부;
특정 주기 동안에 수집된 상기 가축내부활동 및 상기 가축외부활동을 분석하여 가축활동에 대한 패턴을 검출하고, 상기 가축활동에 대한 패턴이 기존에 정규적으로 형성된 정규 가축활동 패턴과 다른지 여부를 기초로 가축 셀프활동을 결정하는 가축 셀프활동 결정부;
상기 사육장 내의 사육장 가축 무리에 있는 사육장 가축 각각으로부터 수집된 가축내부활동 및 가축외부활동을 클러스터링 하여 정규 활동 클러스터링을 생성하고, 상기 가축활동이 상기 정규 활동 클러스터링 내에 속한지 여부를 기초로 가축 무리활동을 결정하는 가축 무리활동 결정부; 및
상기 가축의 임신이력을 기초로 현재 임신 가능성을 결정하고, 상기 임신 가능성이 특정 기준 이상인 경우에는 상기 가축 셀프활동 및 상기 가축 무리활동을 기초로 가축 발정 가능성을 결정하는 가축 발정 탐지부를 포함하는 가축 발정탐지장치.
- 제1항에 있어서, 상기 가축 임신이력 결정부는
상기 가축의 임신 판정일을 기초로 상기 가축의 임신이력을 가결정한 다음 최종 출산일을 기초로 상기 가축의 임신이력을 최종 결정하는 것을 특징으로 하는 가축 발정탐지장치.
- 제1항에 있어서, 상기 가축 내부활동 수집부는
상기 가축에 생체 삽입 센서를 삽입하여 체온, pH, 움직임, 섭취 활동,반추 활동, 휴식 활동을 상기 가축내부활동으로서 수집하는 것을 특징으로 하는 가축 발정탐지장치.
- 제3항에 있어서, 상기 가축 외부활동 수집부는
상기 생체 삽입 센서로부터 소나 통신(sonar communication)을 통해 상기 가축내부활동을 수신하고, 상기 가축에 목걸이 센서를 착용시켜 상기 가축의 방향 및 움직임을 상기 가축외부활동으로서 수집하여 상기 가축내부활동 및 상기 가축외부활동을 제공하는 것을 특징으로 하는 가축 발정탐지장치.
- 제1항에 있어서, 상기 가축 외부활동 수집부는
상기 가축의 표면에서 외피 온도를 수집하는 온도센싱모듈, 상기 온도센싱모듈을 상기 가축의 목에 착용하기 위한 제1 및 제2 벨트들 및 상기 제1 및 제2 벨트들 간에 주어진 힘이 특정 기준 이상이면 끊어지도록 하는 토크 리미터를 포함하는 목걸이 센서로부터 상기 가축외부활동을 수신하는 것을 특징으로 하는 가축 발정탐지장치.
- 제4항에 있어서, 상기 가축 셀프활동 결정부는
상기 생체 삽입 센서로부터 긴급 내부활동이 수신되면 상기 패턴의 검출 없이 상기 가축 셀프활동을 비정규적인 활동으로 결정하고 가축 관리자 단말에 상기 가축에 대한 건강 알람을 제공하는 것을 특징으로 하는 가축 발정탐지장치.
- 제6항에 있어서, 상기 가축 셀프활동 결정부는
기준 시간마다 상기 가축활동에 대한 패턴 분석을 재시작하고, 상기 기준 시간으로부터 특정 시간 구간 동안에 상기 정규 가축활동 패턴을 생성하여 상기 정규 가축활동 패턴과의 다름 여부를 결정하여 상기 가축 관리자 단말에 제공하는 것을 특징으로 하는 가축 발정탐지장치.
- 제1항에 있어서, 상기 가축 무리활동 결정부는
생체 삽입 센서를 통한 적어도 한 종류의 제1 센싱 데이터 및 목걸이 센서를 통한 적어도 한 종류의 제2 센싱 데이터를 n차원(상기 n은 자연수) 축으로 설정하여 상기 클러스터링을 수행하는 것을 특징으로 하는 가축 발정탐지장치.
- 제8항에 있어서, 상기 가축 무리활동 결정부는
특정 시간 동안 수집된 상기 적어도 한 종류의 제1 센싱 데이터에 관한대표적 제1 센싱 데이터 및 상기 적어도 한 종류의 제2 센싱 데이터에 관한 대표적 제2 센싱 데이터를 결정하고, 상기 대표적 제1 및 제2 센싱 데이터를 클러스터링 하는 것을 특징으로 하는 가축 발정탐지장치.
- 제1항에 있어서, 상기 가축 발정 탐지부는
상기 가축 셀프활동이 비정규 가축활동 패턴으로 분류된 경우에는 상기가축 무리활동의 활동량이 상기 정규 활동 클러스터링 내에 속한 다른 가축의 활동량보다 특정 임계값 이상인지 여부를 결정하여 상기 가축 발정 가능성을 최종적으로 결정하는 것을 특징으로 하는 가축 발정탐지장치.
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