NL2014187A - Landbouwkundig managamentsysteem. - Google Patents

Abstract

De uitvinding verschaft een landbouwkundig managementsysteem, en een veestal daarmee. Het systeem omvat een luchtvaartuig dat is ingericht voor onbemand en autonoom vliegen, en een autonome inrichting, bestemd en ingericht voor uitvoeren van een veegerelateerde handeling op een veedier en/of op een veeomgeving, en voorzien van een werkzaam met het luchtvaartuig verbonden besturing voor besturen van de autonome inrichting, waarbij het luchtvaartuig is voorzien een meetinrichting voor verzamelen van meetgegevens, waarbij de besturing is ingericht om de autonome inrichting te besturen op basis van de verzamelde meetgegevens. Een dergelijk systeem is beter in staat om om te gaan met variabele levende have zoals melkkoeien en/of met omgevingsinvloeden, omdat het verschafte meetsysteem op een flexibelere manier gegevens kan verzamelen die bruikbaar kunnen zijn bij het uitvoeren van de veegerelateerde handeling.

Description

Landbouwkundig managamentsysteem

De uitvinding heeft betrekking op een landbouwkundig managementsysteem, omvattende een autonome inrichting, bestemd en ingericht voor uitvoeren van een veegerelateerde handeling op een veedier en/of op een veeomgeving, en voorzien van een besturing voor besturen van de autonome inrichting.

Dergelijke systemen zijn op zich bekend, en zijn een uitvloeisel van de wens om genoemde handelingen te automatiseren. Voorbeelden van dergelijke managementsystemen zijn de melkrobot en mestschuit- of voeraandruk-voertuigen.

In de praktijk blijken dergelijke systemen niet altijd optimaal te functioneren, met name wat betreft de mogelijkheid om in te spelen op variabele omstandigheden. Systemen die, zoals de onderhavige, met levende have werken moeten in elk geval in staat zijn om op verschillend gedrag en op verschillende omstandigheden te reageren. Daarnaast kan de omgeving zelf natuurlijk ook veranderen, waarop eveneens in veel gevallen adequaat moet worden gereageerd. Deze combinatie van variabelen is voor de systemen uit de stand van de techniek vooralsnog moeilijk te verwerken. Voorts is de huidige dichtheid van sensoren in stalmogevingen en dergelijke vaak te laag om afdoende informatie te verzamelen, en is het omslachtig en kostbaar om dat te bereiken. Ook om deze reden is het juist inspelen op de omstandigheden en veranderingen daarin niet goed gewaarborgd.

De onderhavige uitvinding beoogt een oplossing te bieden voor bovengenoemd nadeel, en althans een bruikbaar alternatief te verschaffen voor de in de inleiding genoemde managementsystemen. De uitvinding verschaft daartoe een landbouwkundig managementsysteem, omvattende een luchtvaartuig dat is ingericht voor onbemand en autonoom vliegen, en een autonome inrichting, bestemd en ingericht voor uitvoeren van een veegerelateerde handeling op een veedier en/of op een veeomgeving, en voorzien van een werkzaam met het luchtvaartuig verbonden besturing voor besturen van de autonome inrichting, waarbij het luchtvaartuig is voorzien een meetinrichting voor verzamelen van meetgegevens, waarbij de besturing is ingericht om de autonome inrichting te besturen op basis van de verzamelde meetgegevens.

Een landbouwkundig managementsysteem volgens de onderhavige uitvinding is beter in staat om om te gaan met variabele levende have en/of omgevingsinvloeden, omdat het verschafte meetsysteem op een flexibelere manier gegevens kan verzamelen die bruikbaar kunnen zijn bij het uitvoeren van de veegerelateerde handeling. Het onbemande luchtvaartuig met de meetinrichting kan bijvoorbeeld meten op een gewenste plaats en tijd die net zo zeer kan variëren als de te meten omstandigheden. Daardoor kan het managementsysteem niet alleen variabeler, en dikwijls ook nauwkeuriger meten, maar is het in vele gevallen tevens in staat om niet alleen in echttijd in te spelen op een situatie of veedier, maar ook voorspellend, op een naderende situatie. Immers kan het luchtvaartuig met de meetinrichting zich desgewenst ook zodanig verplaatsen dat relevante informatie in een eerder stadium wordt verzameld, zodanig dat er desnoods voorbereidende maatregelen kunnen worden genomen door het managementsysteem. Dit alles is niet, of althans minder goed, mogelijk met managementsystemen volgens de stand van de techniek, die vaak slechts een lokale en vast opgestelde meetinrichting kennen.

Met een "landbouwkundig managementsysteem" wordt in de onderhavige aanvrage bedoeld een systeem voor het uitvoeren van een veegerelateerde handeling, alsmede in het bijzonder de besturing ervan. Het managementsysteem hoeft niet als zodanig het volledige diermanagement voor zijn rekening te nemen, maar slechts minimaal de veegerelateerde handeling. Met een "veegerelateerde handeling op een veedier en/of op een veeomgeving" wordt in het kader van deze uitvinding bedoeld een handeling die door de autonome inrichting wordt uitgevoerd op het lichaam van het veedier, en/of ten behoeve van een of meer veedieren door de autonome inrichting wordt uitgevoerd op een veeomgeving, d.w.z. een omgeving die bestemd is om vee in te houden. Voorbeelden hiervan worden hieronder nader besproken, maar zijn bijvoorbeeld de reeds hierboven aangeduide melkinrichtingen respectievelijk mest- of voeraanschuifinrichtingen. Met name voor inrichtingen die een veegerelateerde handeling op een veedier uitvoeren is de onderhavige uitvinding van voordeel omdat aldus de tijd kan worden verkort die nodig is om de handeling voor te bereiden, zoals in afhankelijkheid van het te behandelen dier. Zelfs het eerder herkennen van het veedier door middel van de meetinrichting kan reeds helpen om die tijd te verkorten. De totale tijd die het dier dan doorbrengt bij of met de autonome inrichting kan dan beperkt worden, hetgeen van voordeel kan zijn op bijvoorbeeld het stressniveau van het veedier. De meetinrichting is dan ook met voordeel een dierherkenningsinrichting.

Met "onbemand en autonoom" wordt zoals gebruikelijk bedoeld dat de betreffende inrichting volledig zelfstandig de handeling kan uitvoeren. Merk op dat het in feite de combinatie van inrichting en de besturing daarvan is die autonoom zal werken. Deze besturing is volgens de uitvinding werkzaam verbonden met het luchtvaartuig. In het bijzonder zijn de besturing en althans de meetinrichting zodanig ingericht en werkzaam met elkaar verbonden dat de besturing gebruik kan maken van de door de meetinrichting verzamelde gegevens. Hierbij is het mogelijk dat de meetinrichting, respectievelijk het luchtvaartuig de verzamelde meetgegevens doorstuurt naar de besturing, die deze verder verwerkt, en/of is het mogelijk dat de meetinrichting en/of het luchtvaartuig deze meetgegevens verwerkt tot verwerkte gegevens, zoals een parameterwaardesignaal of dergelijke, welke verwerkte gegevens vervolgens naar de besturing stuurbaar zijn. Ten behoeve van het versturen van meet- of verwerkte gegevens is zoals op zich gebruikelijk een communicatiesysteem verschaft op het luchtvaartuig, in het bijzonder op de meetinrichting, alsmede op de besturing, of op een daarmee werkzaam verbonden deel van de autonome inrichting. Belangrijk om op te merken is tevens dat de besturing in het bijzonder kan zijn ingericht om het luchtvaartuig te besturen, in het bijzonder op basis van de meetgegevens, hoewel dat laatste niet noodzakelijk is. Het bestuurbaar zijn van het luchtvaartuig door de besturing kan voordelen bieden om nog beter te kunnen inspelen op veranderende omstandigheden of bijvoorbeeld de variabiliteit van veedieren. Immers kan de besturing het luchtvaartuig, of in het bijzonder daardoor de meetinrichting, op enig tijdstip naar een gewenste plek sturen, om dan en daar (specifiekere) meetgegevens te verzamelen. Aldus zal het systeem als geheel nog minder voor onverwachte situaties komen te staan die het niet aankan. Het zal overigens duidelijk zijn dat het communicatiesysteem in een dergelijk geval een tweewegcommunicatiesysteem is. Merk op dat de besturing in dit geval autonoom die opdrachten kan geven, of dat die indirect, dat wil zeggen uitgaande van een bedienende persoon, worden gegeven. Uiteraard is zelfs een autonome besturing ooit een keer geprogrammeerd door een bedienende persoon.

Bijzondere uitvoeringsvormen van de uitvinding zullen hieronder worden besproken. In het bijzonder omvat het luchtvaartuig een drone of zeppelin. Uiteraard is het ook mogelijk om meerdere drones (een zogenaamde "zwerm") of zeppelins, of alternatieven zoals een luchtballon of vliegtuigje, of enige combinatie daarvan te verschaffen. Bijvoorbeeld in het geval waarin betrekkelijk grote afstanden moeten worden afgelegd, zoals bij uitgestrekte weidegebieden, kan het gebruik van een vliegtuig boven een luchtballon worden verkozen, terwijl in een stalomgeving met nerveuze dieren juist een luchtballon of zeppelin met een stille aandrijving voordelen biedt.

Op zich is het niet uitgesloten om in plaats van een luchtvaartuig een autonoom voertuig met een meetinrichting in te zetten. Echter heeft dat een nadeel dat zo'n voertuig tussen de veedieren en andere obstakels door moet manoeuvreren, terwijl een luchtvaartuig de meeste daarvan eenvoudig ontwijkt door eroverheen te vliegen. In uitvoeringsvormen omvat de autonome inrichting een autonoom voertuig. De autonome inrichting is ingericht voor het uitvoeren van een veegerelateerde handeling en zal (dus) hetzij direct op een veedier, hetzij op de omgeving van de veedieren invloed uitoefenen. Voor de autonome inrichting is het dan ook vaak minder relevant om veedieren snel te moeten kunnen ontwijken. Niettemin kan het juist voor een autonoom bewegende machine belangrijk zijn om zo lang mogelijk vantevoren zo veel mogelijk relevante meetgegevens ter beschikking te hebben. Immers zal door het verplaatsen de omgeving van het autonome voertuig aldoor kunnen veranderen.

In uitvoeringsvormen omvat het autonome voertuig een mestschuifrobot en/of een voeraandrukrobot, en is de besturing ingericht voor bepalen van althans een deel van een route voor het autonome voertuig. Met voordeel omvat het voertuig dan ook een navigatiesysteem dat werkzaam verbonden is met de meetinrichting, en is ingericht voor navigeren op basis van de meetgegevens. Merk op dat de werkzame verbinding indirect via de besturing kan zijn verschaft. Voorbeelden van autonome voertuigen zijn de voeraanschuiver Juno™ van Lely Industries, en de mestaanschuiver zoals de Discovery™ van Lely Industries.

In uitvoeringsvormen omvat de autonome inrichting een melkrobot. Dit is een van de belangrijkste veegerelateerde autonome inrichtingen. Met name, maar niet uitsluitend, om de capaciteit van de melkrobot optimaal te kunnen benutten kan het voordelig zijn om bijvoorbeeld zo vroeg mogelijk te weten of er melkdieren aankomen, en zo ja welke dieren dat zijn, zodat desgewenst, en met voordeel, de besturing de melkrobot kan instellen om de melkdieren zodanig te melken dat een maximaal, althans optimaal rendement wordt behaald. De besturing is dan daartoe in het bijzonder ingericht. Bijvoorbeeld kan bij verwachte grote drukte de mate van uitmelken naar beneden worden bijgesteld, d.w.z. een verhoogde afkoppeldrempel voor de melkstroom per speen waarbij wordt gestopt met melken van die speen. Mede omdat veel melkdieren, met name koeien, kuddedieren zijn kan het voorkomen dat na een rustige periode bij de melkrobot er ineens een groep dieren tegelijk naar de robot toegaan. Als het systeem als geheel dit eerder "weet" doordat het luchtvaartuig met de meetinrichting dienoverneekomstige meetgegevens naar de besturing kan sturen, kan hiermee de wachttijd voor dieren worden verkort, de gemiddelde melksnelheid en dus de capaciteit van de melkrobot worden vehoogd, enzovoort.

In uitvoeringsvormen omvat de meetinrichting een camera. Een camera is een veelzijdig meetinstrument omdat dit, als elektronisch toestel, gebruik maakt van vele beeldelementen (pixels) en alleen daarom al veel informatie kan verzamelen. In het bijzonder betreft het een 2D- of 3D-camera met beeldherkenning, zoals voor dieren en/of voor mest, en/of een optische of warmtebeeldcamera. Optische camera's bieden een veelheid aan informatie, die bovendien overeenkomt met het voor mensen belangrijkste meetinstrument, namelijk het oog. Voorbeelden van deze informatie zijn aantal dieren, positie en houding van dieren, enzovoort. Hierbij kan gebruik zijn gemaakt van een beeldherkenningsinrichting die is ingericht voor herkennen van vormen en/of structuren in he topgenomen beeld. Met name kan het gaan om de zoeven genoemde dieren en hun positie en/of houding, maar ook om mogelijke indringers enzovoort.

In uitvoeringsvormen is de meetinrichting ingericht voor meten van een klimaatparameter. Onder klimaatparameter dient hier te worden verstaan een parameter die betrekking heeft op het klimaat in de omgeving waar de veedieren verblijven, dus een (momentane) temperatuur enzovoort. Dergelijke informatie kan mede van belang zijn voor de diergerelateerde actie. Zo zullen dieren zich niet graag ophouden op plekken waar het klimaat hun onaangenaam is. En door middel van het luchtvaartuig is het veel beter mogelijk om een goed beeld te krijgen van het klimaat als functie van de positie in de stal enz.

In uitvoeringsvormen omvat de klimaatparametermeetinrichting ten minste één van een thermometer, een windsnelheidsmeter en een vochtigheidsmeter. Dergelijke meetinrichtingen zijn relevant om het lokale klimaat te kunnen beoordelen. Niettemin zijn andere klimaatparameters mogelijk, zoals lichtsterkte, luchtvochtigheid enzovoort.

In andere of aanvullende uitvoeringsvormen omvat de klimaatparametermeetinrichting een chemische-stofsensor, zoals een CH4-meter, een C02-meter of een NH3-meter. Ook het chemische klimaat kan een belangrijke invloed uitoefenen op het klimaat zoals ervaren door de veedieren. Met name is daarbij te denken aan de samenstelling van de omgevingslucht, die mede bepaald wordt door bijvoorbeeld methaan (CH4), kooldioxide (C02) en ammoniak (NH3).

Voorts verschaft de uitvinding een veestal met een landbouwkundig managementsysteem volgens de uitvinding. Het zal duidelijk zijn dat de voordelen die gelden voor het systeem volgens de uitvinding eveneens gelden voor een stalomgeving met een dergelijk systeem. Juist in een veestal zullen er bijvoorbeeld relatief meer obstakels zijn dan in een weide, zodat het luchtvaartuig met voordeel kan worden ingezet om relevante meetgegevens te verzamelen. Niettemin zou het managementsysteem ook in bijvoorbeeld een weide kunnen worden ingezet, waarbij de autonome inrichting bijvoorbeeld een autonoom voertuig met beweidingsdraad (zoals de Lely Voyager), of een autonoom verplaatsbare melkrobot kan betreffen.

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarbij de enige figuur een schematisch aanzicht toont van een landbouwkundig managementsysteem volgens de uitvinding.

Figuur 1 toont in schematisch aanzicht een landbouwkundig managementsysteem volgens de uitvinding. Hierbij is met 1 een veestal aangeduid, met daarin een melkrobot 2, een mestschuiver 3 met een aangeschoven deel 4 en een aan te schuiven deel 5.

Met 6 zijn objecten aangeduid zoals een koe in het bovenste deel van de figuur, en een hoopje mest in het onderste deel.

Met 7 zijn drones aangeduid, met 8 resp. 9 een camera resp. een warmtebeeldcamera, met respectieve beeldvelden 10 en 11. Met 12 is een chemische-stofsensor aangeduid, en met 13 een besturing en met 14 een voertuigbesturing.

De veestal 1 is hier een dieromgeving, met daarin een autonome melkrobot 2 voor melken van koeien 6. De melkrobot melkt autonoom onder besturing van de besturing 13, en omvat bijvoorbeeld een Lely Astronaut™, een DeLaval VMS™ of GEA Westfalia Mlone™ systeem.

Voor het instellen van dergelijke melkrobots is enige tijd nodig. Een eventuele wachttijd voor melkdieren is onnodig en dus ongewenst, maar kan met de uitvinding worden voorkomen door bijvoorbeeld met een drone 7 met camera 8 en beeldherkenningssoftware te ontdekken óf er koeien naar de melkrobot toelopen,en zo ja welke, en of ze melkrijp zijn. Aldus kan de robot vantevoren en optimaal worden voorbereid op de komst van te melken koeien. Ook is het mogelijk om beter in te schatten of een reiniging van de melkrobot, die al snel zo'n 15 minuten duurt, kan worden opgestart, of dat het beter is om daar even mee te wachten, zoals tot na het melken van koeien die eraan komen. Merk op dat een drone met camera en beeldherkenningssoftware altijd wel in staat zal zijn om de koeien te herkennen en te identificeren, aangezien zij zich kunnen verplaatsen en zodoende een optimale blik op de koe krijgen ten behoeve van de beeldherkenning. Dat is niet zo bij vast opgestelde camera's, waar een koe bijvoorbeeld verdekt kan worden door andere koeien, of een ongunstige hoek maakt met de camera's.

Een ander optioneel aanwezig toestel is een mestschuif 3, zoals een Lely Discovery™. Ook een dergelijk toestel, dat autonoom mest bijeenschuift naar een opvangpunt of -bak, kan op aantrekkelijke wijze samenwerken met een autonoom luchtvaartuig met sensor, volgens de uitvinding. Op zich zal de mestschuif een vooraf bepaalde route willen rijden, waarbij een aan te schuiven deel 5 van de veestal 1 wordt veranderd in een gereinigd, aangeschoven deel 4. De besturing 14 van het voertuig kan echter wel degelij krekening houden met externe omstandigheden, zoals de aanwezigheid van koeien of andere objecten 6 op de route. Bijvoorbeeld, indien die route verderop vol koeien staat of naar verwachting zal komen te staan door gedetecteerde verplaatsing van koeien, dan is het niet doelmatig om aan die route te beginnen. Een drone 7 met een camera 8 met beeldherkenningssoftware kan koeien en andere objecten 6 zien in het beeldveld 10 van de camera. Als de posities van de objecten daartoe aanleiding geven kan de besturing 13 de voertuigbesturing 14 opdracht geven een andere route te kiezen, te wachten met de route enzovoort.

Alternatief of aanvullend kan een drone 7, of ander luchtvaartuig, ook actief helpen bij het uitvoeren van de taak van bijvoorbeeld een mestschuif 3. Het doel daarvan is immers om hopen mest 6 en eventueel ander materiaal weg of bijeen te vegen. Het kan dan van voordeel zijn indien een drone 7 is uitgerust met een camera 8 met beeldherkenning voor herkennen van mest, of alternatief of aanvullend met een warmtebeeldcamera 9 met een beeldveld 11 en/of een chemische-stofsensor 12. Dit alles kan het herkennen van een mesthoop ondersteunen, bijvoorbeeld daar verse mest nog enigszins warm zal zijn en dus goed herkenbaar met een warmtebeeldcamera, en daar mest ook duidelijk detecteerbare chemische stoffen uitstoot, zoals ammoniak, stikstofoxyden of zwavelverbindingen, die met behulp van een daartoe geschikte chemische-stofsensor 12 kunnen worden gedetecteerd. Dit alles kan helpen om de besturing 13 de mestschuif 3 te doen geleiden naar een plek waar dat nodig is, en niet naar plekken waar dat niet nodig is. Het zal duidelijk zijn dat het naar een plek kunnen gaan waar een meting gewenst is een betere betrouwbaarheid oplevert dan wanneer dergelijke metingen op een afstand door vaste camera's of sensoren zouden moeten worden verricht. Met name chemische-stofsensoren zijn niet of nauwelijks in staat om op afstand mest te onderscheiden van bijvoorbeeld een donekere vlek op de vloer. Bij dit alles wordt voorts opgemerkt dat zo'n vast opgestelde camera wel kan helpen om op zijn beurt een drone naar een gewenste plek te sturen, met name om de nodige metingen uit te gaan voeren.

In plaats van of in aanvulling op een chemische-stofsensor kan een drone 7 ook zijn voorzien van een klimaatsensor, zoals een luchtvochtigheids-meter, een thermometer of een anemometer. Met behulp van een dergelijke sensor kan de besturing 13 een beter beeld krijgen van de klimatologische omstandigheden in de veestal 1, waardoor bijvoorbeeld instellingen in de melkrobot 2 of voor de mestschuif 3 kunnen worden aangepast. Hierbij kan worden gedacht aan aanpassingen met betrekking tot vochtigheid en tocht. Het zal duidelijk zijn dat gevoelige dieren zoals koeien steeds lokale verschillen zullen voelen, en dat een drone 7 of ander luchtvaartuig dat op diezelfde plekken kan meten relevantere informatie voor de besturing 13 kan verschaffen.

De getoonde uitvoeringsvorm is niet beperkend bedoeld, doch slechts om de uitvinding te verduidelijken. De beschermingsomvang wordt bepaald aan de hand van de aangehechte conclusies.

Claims (10)

1. Landbouwkundig managementsysteem, omvattende - een luchtvaartuig dat is ingericht voor onbemand en autonoom vliegen, en - een autonome inrichting, bestemd en ingericht voor uitvoeren van een veegerelateerde handeling op een veedier en/of op een veeomgeving, en voorzien van een werkzaam met het luchtvaartuig verbonden besturing voor besturen van de autonome inrichting, waarbij het luchtvaartuig is voorzien een meetinrichting voor verzamelen van meetgegevens, waarbij de besturing is ingericht om de autonome inrichting te besturen op basis van de verzamelde meetgegevens.

2. Landbouwkundig managementsysteem volgens conclusie 1, waarbij het luchtvaartuig een drone of zeppelin omvat.

3. Landbouwkundig managementsysteem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de autonome inrichting een autonoom voertuig omvat.

4. Landbouwkundig managementsysteem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het autonome voertuig een mestschuifrobot en/of een voeraandrukrobot omvat, en waarbij de besturing is ingericht voor bepalen van althans een route voor het autonome voertuig.

5. Landbouwkundig managementsysteem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de autonome inrichting een melkrobot omvat.

6. Landbouwkundig managementsysteem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de meetinrichting een camera omvat, in het bijzonder een 2D-of 3D-camera met beeldherkenning, zoals voor dieren en/of voor mest, en/of een een optische of warmtebeeldcamera.

7. Landbouwkundig managementsysteem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de meetinrichting is ingericht voor meten van een klimaatparameter.

8. Landbouwkundig managementsysteem volgens conclusie 7, waarbij de klimaatparametermeetinrichting ten minste één van een thermometer, een windsnelheidsmeter en een vochtigheidsmeter omvat.

9. Landbouwkundig managementsysteem volgens conclusie 7 of 8, waarbij de klimaatparametermeetinrichting een chemische-stofsensor omvat, zoals een CH4-meter, een C02-meter of een NH3-meter.

10. Veestal met een landbouwkundig managementsysteem volgens een der voorgaande conclusies.