SE514924C3 - Apparat och metod för att övervaka ett djurs rörelseaktivitet - Google Patents

Description

514 924 En annan aktivitetsmåtningsenhet beskrivs i WO97/24027, vilken också är avsedd att bäras av ett husdjur. Den är baserad på utvärderingen av elektriska impulser, som genereras när djuret rör sig. Utvärderingen görs på 'tidsbasis på ett sådant sätt att, när antalet impulser inom en förutbestämd tidsperiod förbi ett speciellt tröskel- värde, överförs information till en utvärderingsstation. Frekvensen av den överförda informationen uppsamlas och används för att diagnostisera olika tillstånd hos djuret.

Således baseras också enheten, som är känd från WO97/24027, på registrering av antalet aktiviteter/rörelser, vilket, även om de rapporteras till utvärderingssystemet på ett fördelaktigt energibesparande sätt, kan vara ganska svårt när det gäller att er- hålla snabba resultat beträffande de faktiska rörelserna hos djuret. Ytterligare ett rö- relseaktívitetssystem återfinns i US-A-S 183 056 och i. EP-A-O 423 394, vilka be- skriver en induktiv rörelseavkännare. Den kända avkännaren. baseras på en sfärisk, magnetisk enhet, som är rörlig inom en ellipsoidisk hålighet, som är omgärdad av en elektrisk slinga. Rörelsen hos den magnetiska enheten i håligheten genererar olika elektriska signaler från slingan, beroende på det aktuella läget för den magnetiska enheten i håligheten. Rörelseaktivitetssystemet används huvudsakligen för (hjärflpacemakers och även som en anti-stöldavkännare.

De ovan nämnda, kända systemen måste fästas ganska stadigt vid kroppen på ob- jektet som skall övervakas. Om objektet är ett djur, som är fritt att röra sig inom det förutbestämda området, måste signalerna, som genereras av systemen, överföras medelst en radiosändare för utvärdering vid en utvärderingsstation. Denna radio~ sändning ökar också kostnaderna för systemen, då var och en i sig är ganska kom- plicerad.

För identifiering av enskilda husdjur är det väl känt inom tekniken att använda en transponderenhet fästad vid djuret. Sådana transponderidentifikatorer beskrivs tex. íUS-A-4 510 495, US-A-4 247 758, US-A-4 618 861 och i WO95/326l6. 514 924 Sådana transpondrar ger bara identifieringsinformation och inte på något sätt någon information om djurets rörelser.

Det är därför ett syfte med uppfinningen att övervinna nackdelarna med de kända systemen som nämnts ovan för att få ett mer tillförlitligt övervakningssystem som i huvudsak är ett grundläggande, stationärt arrangerat system, som genererar aktivi- tetsinformation, som är lätt att utvärdera vid en utvärderingsstation, för att erhålla snabba och riktiga diagnoser på olika tillstånd hos det övervakade djuret.

Sammanfattning av uppfinningen Detta syfte har uppnåtts genom en apparat av det i inledningen beskrivna slaget, som kännetecknas av att ett avkänningsmedel innefattar en intensitetsmätningsan- ordning, vars utsignaler representerar djurets rörelser i termer av amplitud, transi- enter och/eller stigtid, vilka sänds till utvärderingsstationen, som innefattar en pro- cessor för bestärrming av olika tillstånd hos djuret.

Syftet har också uppnåtts genom ett förfarande av i inledningen beskrivet slag, som kännetecknas av att avkända rörelsetillstånd är indikationer på rörelseintensiteten hos djuret i termer av si gnalarnplitud, transienter och/eller stigtid, varvid signalema behandlas vid utvärderingsstationen för bestämning av olika tillstånd hos djuret.

Syftet är baserat på en direkt övervakning av djuret inom ett förutbestämt djurområ- de av ett i huvudsak stationärt, grundläggande övervakningssystem, som utvärderar amplituden, transienterna och/eller stigtiden för de genererade signalerna. Härige- nom erhålls ett säkrare och snabbare system för diagnosticering av olika tillstånd, såsom vanliga störningar, rastlöshet, brunst etc. hos djuret. l5 514 924 4 lntensitetsmätningsanordningen är lämpligtvis en bildtagningsanordning, som ob- serverar djurets rörelser, varvid bilderna som tagits av nämnda anordning levereras till utvärderingsstatíonen i form av elektriska utsignaler. Härigenom är informatio- nen som erhållits lätt att överföra till och att utvärdera vid utvärderingsstationen.

Företrädesvis innefattar intensitetsmätningsanordningen en kombination av en in- duktiv rörelseaktivitetsavkännare, som bärs av det observerade djuret, och en bild- tagningsanordning, som observerar djurets rörelser, varvid utsignalerna från aktivi- tetsavkärmaren och bildtagningsanordningen behandlas vid utvärderingsstationen för bestämning av olika tillstånd hos djuret, varvid tillstånden betraktas som riktiga om båda de signalgenererande medlen samtidigt indikerar tydliga signalvärden.

Härigenom järnförs informationen, som erhålls från de två intensitetsmätande käl- lorna, dvs. från den induktiva avkännaren och från bildtagningsanordningen, med varandra, vilket resulterar i en säker bestämning av ríjurets tillstånd när båda källor- na genererar överensstämmande signaler.

Lämpligtvis är bildtagningsanordningen en grundläggande, i huvudsak stationär an- ordning inkluderande en videokamera, en lR-kamera eller en digitalkamera. Härige- nom genereras elektriska signaler i en analog eller digital form för att direkt kunna användas av utvärderingsstationen, som med fördel :inkluderar elektroniska proces- sorrnedel.

Företrädesvis jämför järnförelsemedel de erhållna utsignalerna med referenssignaler, som är lagrade i ett minne, for utvärdering av intensiva rörelser hos djuret indike- rande speciella tillstånd hos djuret om de går förbi förutbestämda tröskelvärden.

Härigenom erhålls en referens till normala tillstånd hos det aktuella djuret.

Lämpligen kombineras den intensitetsmätande anordningen med ett identifierings- medel, som bärs av djuret, varvid ídentifieringsmedlet är i informativ koppling till utvärderingsstationen for identifiering av det för tillfället övervakade djuret. Härige- 514 924 nom kan det för tillfället övervakade djuret identifieras, vilket är viktigt vid järnfö- relse av lagrade individuella djurdata med data erhållet från de tagna bilderna.

F öreträdesvis är identifieringsmedlet en transponder, som är trådlöst ansluten till en transponderrnottagare, varvid transpondermottagaren är elektriskt ansluten till ut- värderingsstationen. Härigenom erhålls en snabb, direkt överföring för enklare in- formation för det individuella djuret.

Företrädesvis används utsignaler från processorn som styrsignaler för en mjölk- ningsrobot. Härigenom kan de genererade signalema, som är indikativa för djurets tillstånd, direkt användas för att sätta igång en djurbehandlingsanordning, såsom en mjölkningsrobot.

Med apparaten och förfarandet enligt föreliggande uppfinning är det möjligt att re- gistrera alla rörelser som görs av djuret, som övervakas av den grundläggande bild- tagningsanordningen. Man kan således få information om djurets momentana ”mentala tillstånd” från den genererade signalen genomatt bara tyda amplituden och/eller frekvensen och/eller stigningstiden och/eller transienterna hos signalen.

Således kan en signal, som är rik på transienter, tolkas som djurbrunst. En högfre- kvent signal indikerar ofta ett nervöst eller rastlöst djur medan en signal med snabba svängningar i stigningstiden kan vara en indikation på ett upphetsat djur. På motsva- rande sätt indikerar en lugn och regelbunden signal, som inte har några transienter etc., ett harmoniskt djur.

Den i utvärderingsstationen utvärderade signalen kan användas som en hälsoindi- kator som sådan, men den kan också användas som en styrinsignal för en automatisk mjölkningsrobot eller liknande.

Sammanfattning av ritningar 514 '924 6 Uppfinningen kommer nu att beskrivas mera i detalj med referens till bifogade rit- ningar, i vilka F ig. l på ett förenklat vis illustrerar bildupptagningsornrådet, som övervakas enligt uppfinningen, F i g. 2 illustrerar ett blockdiagram för en föredragen utföringsforrn av uppfinningen, och Pig. 3 illustrerar ett diagram, som visar den behandlade utsignalen från bildtag- ningsanordningen registrerad på ett band, som presenterar prov av olika signalindi- kationer och tolkningar därav.

Detaljerad beskrivning Pig. l illustrerar på ett förenklat vis bildupptagningsornrådet 1, som övervakas av en stationär, grundläggande övervakningsanordning 4, visad i form av en kamera.an- ordning. Kameraanordningen 4 genererar bildsignaler, som tillförs en utvärderings~ station 21 (fig. 2), företrädesvis genom elektriska kablar 3. Ett djur 6, som skall övervakas, bär en transponder 2, som är trådlöst (7) ansluten till en transponder- mottagare 22 (fig. 2) för att tillföra individuella djurid-entifieringsdata till utvärde- ringsstationen.

Företrädesvis, men ej nödvändigtvis, bärs en induktiv :rörelseaktivitetsavkärmare 5 av djuret 6. Även denna aktivitetsavkännare 5 är i trådlös kommunikation (9) med utvärderingsstationen genom en mottagare 23 (fi g. 2) :för att tillföra signaler, som representerar djurrörelser och som är järnförbara med de som erhålls 'från kamera- anordningen 4. Den induktiva anordningen 5, inklusive dess trådlösa överförare, är fästad vid djurets kropp på ett lärnpligt ställe, tex. på ett av dess ben, såsom visat.

De utvärderade signalerna vid utvärderingsstationen kan användas som en styrinsíg- nal till en mjölkningsrobot 8, som är visad i fig. 1. 514 924 7 F i g. 2 illustrerar ett bloekdiagram för en föredragen utföringsform av uppfinningen, inkluderande en kameraanordning såväl som en induktiv rörelseavkännare 5. För att identifiera det för tillfället övervakade djuret används också en transponder 2.

Som nämnts ovan beträffande fig. l, är kameraanordningen 4 den grundläggande övervakningsanordningen, som tillför signaler av tagna bilder av hela det övervaka- de djuret eller delar därav. Dessa signalerna tillförs utvärderingsstationen 21 genom kablar 3. De tillförda signalerna behandlas av utvärderingsstationen 21 för bestäm- ning av olika tillstånd hos det övervakade djuret. Utvärderingen utförs genom un- dersökningar av signalerna med avseende på deras amplitud, frekvens, transienter och/eller stig/tid, vilket kommer att diskuteras vidare nedan med hänvisning till fig. 3.

Således kan kameraanordningen 4 praktiskt taget vara den enda signalkällan för im- plementering av uppfinningen. För att erhålla en mer tillförlitlig bestämning av den genererade si gnalutformningen kombineras emellertid kameraanordningskällan med den ovan nämnda induktiva rörelseavkännaren 5. Således jämförs informationssi g- nalema, som erhållits från de två intensitetsmätande källorna, dvs. från den indukti- va avkännaren 5 och från kameraanordningen 4, med varandra, i ett jämförelseme- del 24, vilket resulterar i en säker bestämning av djurets tillstånd när båda källorna genererar överensstämrnande signaler.

För att ha möjlighet att jämföra det aktuella tillståndet hos djuret med djurets nor- mala värden, som är lagrade i en minnesanordning 26, aktiverar lämpligen trans- pondersignalerna från transponderrnottagaren 22 minnesanordningen 26. Därefter sänds lagrat individuellt data för det aktuella djuret till jämförelsemedlet 24 för in- dividuell utvärdering.

Resulterande utvärderingssigrialer behandlas i ett processormedel 25 för olika syf- ten, såsom indikeras i fig. 2. Således genererar processormedlet 25 styrsignaler för 514 924 8 en mjölkningsrobot 8. Andra processorgenererade signaler tillförs en skrivaranord- ning 27 och en persondator 28, som är programmerad för att visuellt beskriva det resulterande tillståndet hos djuret.

Fig. 3 illustrerar en bandregistrering, tex. erhållen “från skrivaren 27, som är visad i fig. 2. Registreringsutskriften, som är visad i fig. 3 är ett intensitets/tidsdiagram, som är komprimerat enbart i illustreringssyfte, vilket gör det möjligt att illustrera några möjliga indikeringar som kan erhållas av systemet enligt föreliggande uppfin- ningen.

Således visar den första delen 31 av intensitets/tidsdiagrammet ett lugnt och re gel~ bundet förlopp för signalen, som har en normal amplitud/ intensitet och en lång stig- tid. En sådan signal står för ett harmoniskt djur.

Den andra delen 32, som visas i ñg. 3 är en signal, som kännetecknas av en hög amplitud/ intensitet och en ganska snabb stigtid. Denna signal indikerar ett upphet- sat djur.

Den tredje delen 33 av diagramutskriften visar en mer hö gfrekvent signal, som indi- kerar ett nervöst eller rastlöst djur.

Slutligen visar den fjärde delen 34 av diagrammet ännu en gång ett någorlunda re- gelbundet signalförlopp, liknande det i del 31, men som är rikt på transienter. En så- dan signal tolkas som en djurbrunst.

Det bör noteras att kameran 4 kan arrangeras ovanför djuret, såsom visas i fig. 1, eller på en robotarm hos roboten 8. 514 924 9 Den beskrivna apparaten och förfarandet enligt uppfinningen kan användas på alla husdjur, men är företrädesvis relaterat till mjölkdjur, såsom kor, får, getter, bufflar och hästar.

Claims (11)

1. 0 15 20 25 30 514 924 /0 PATENTKRAV .

2. En apparat för att övervaka rörelseaktiviteten hos ett djur (6) innefattande: avkänningsmedel (2,4,5) för avkärming av minst ett rörelsetillstånd hos djuret, varvid nämnda avkärmingsmedel innefattar minst en intensitetsmätande anord- ning (4,5), vars utsignaler representerar djurets rörelser; överföringsmedel (3,7,9) för överföring av utsignalema från den intensitets- mätande anordningen (4,5) till en utvärderingsstation för bestämning av olika tillstånd hos djuret, vilket överföringsmedel är operativt kopplat till avkän- ningsmedlet, varvid apparaten är kännetecknad av att utsignalerna från den in- tensitetsmätande anordningen (4,5) representerar djurets rörelser i termer av amplitud, transienter och/eller stigtid och av att den intensitetsmätande anord- ningen (4,5) innefattar en bildtagningsanordning (4), som observerar djurets rö- relser, varvid bilderna, som tagits av anordningen matas till utvärderingsstatio- nen (21) i form av elektriska utsignaler. .

3. Apparat enligt krav l, där den intensitetsmätande anordningen (4,5) innefattar en kombination av en induktiv rörelseaktivitetsavkärmare (5), som bärs av djuret (6), som observeras, och bildtagningsanordningen (4), som observerar djurets rö- relser, varvid utsignalema från aktivitetsavkännaren (5) och bildtagningsanord- ningen (4) behandlas vid utvärderingsstationen (21) för bestämningen av de oli- ka tillstånden hos djuret, varvid tillstånden anses som riktiga om båda de signal- genererande medlen samtidigt indikerar tydliga si gnalvärden. .

4. Apparat enligt krav l eller 2, där bildtagningsanordningen (4) är en grund- läggande, i huvudsak stationär anordning, som innefattar en videokamera, en IR- kamera eller en digitalkamera. .

5. Apparat enligt något av föregående krav, där jämförelsemedel (24) jämför de er- hållna utsignalerna med referenssignaler, som är lagrade i ett minne (26) för ut- 10 15 20 25 30 514 924 ll värdering av intensiva rörelser hos djuret, som indikerar speciella tillstånd hos djuret om de går förbi förutbestämda tröskelvärden. .

6. Apparat enligt något av föregående krav, där den intensitetsmätande anordning- en (5) kombineras med ett identifieringsmedel (2), som bärs av djuret, varvid identifieringsmedlet är i informativ koppling till utvärderingsstationen (21) för identifiering av det djur (6), som för närvarande övervakas. _ Apparat enligt krav 5, där identifieringsmedlet (2) är en transponder, som är trådlöst ansluten med en transponderrnottagare (22), varvid transpondermottaga- ren är elektriskt ansluten till utvärderingsstationen (21). .

7. Ett förfarande för att övervaka rörelseaktiviteten hos ett djur (6) innefattande av- känning av minst ett rörelsetillstånd hos djuret och överföring av information till en utvärderingsstation (21) för behandling av den erhållna informationen för be- stämning av olika tillstånd hos djuret, varvid förfarandet kännetecknas av att de avkända rörelsetillstånden är indikationer på rörelseintensiteten hos djuret i ter- mer av signalamplitud, transienter och/eller stigtid och av att indikeringen av rö- relseintensiteten hos djuret inkluderar signalgenerering av en bildtagningsanord- ning (4), som observerar djurets rörelser, varvid bilderna, som är tagna av an- ordningen, matas till utvärderingsstationen (21) i form av elektriska signaler. .

8. Förfarande enligt krav 7, innefattande en kombination av signalgenerering av en induktiv rörelseaktivitetsavkännare (5), som bärs av djuret (6), som övervakas, och signalgenerering av bildtagningsanordningen (4), som observerar djurets rö- relser, varvid utsignalema från aktivitetsavkännaren och bildtagningsanordning- en behandlas vid utvärderingsstationen (21) för bestämningen av olika tillstånd hos djuret, varvid tillstånden anses som riktiga om båda de signalgenererande medlen samtidigt indikerar tydliga signalvärden. 514 924 Ifl

9. Förfarande enligt något av kraven 7-8, innefattande en transpondersignal från en transponder (2), som bärs av djuret (6) för identifiering av det djur, som för när- varande övervakas. 5

10. Förfarande enligt krav 9, där transpondersignalen aktiverar referensdata, som är individuellt lagrat vid utvärderingsstationen (21) för varje djur (6), som är möj- ligt att övervaka.

1l.Förfarande enligt något av kraven 7-10, innefattande jämförelse av de generera- 10 de utsignalerna med lagrade referenssignaler för utvärdering av intensiva rörel- ser, som indikerar allvarliga tillstånd hos djuret, om de går förbi förutbestämda tröskelvärden.