WO2016011992A1 - Vorrichtung zur optischen geschlechtserkennung eines schlachtschweins - Google Patents

Vorrichtung zur optischen geschlechtserkennung eines schlachtschweins Download PDF

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WO2016011992A1
WO2016011992A1 PCT/DE2015/000355 DE2015000355W WO2016011992A1 WO 2016011992 A1 WO2016011992 A1 WO 2016011992A1 DE 2015000355 W DE2015000355 W DE 2015000355W WO 2016011992 A1 WO2016011992 A1 WO 2016011992A1
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WO
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depth camera
slaughter pig
detection area
slaughter
pig
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PCT/DE2015/000355
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Peter Schimitzek
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Csb-System Ag
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Priority to CA2953852A priority patent/CA2953852C/en
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A22—BUTCHERING; MEAT TREATMENT; PROCESSING POULTRY OR FISH
    • A22B—SLAUGHTERING
    • A22B5/00—Accessories for use during or after slaughtering
    • A22B5/0064—Accessories for use during or after slaughtering for classifying or grading carcasses; for measuring back fat
    • A22B5/007—Non-invasive scanning of carcasses, e.g. using image recognition, tomography, X-rays, ultrasound
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/50—Depth or shape recovery
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands

Definitions

  • the invention relates to a device for the optical detection of the sex of a slaughter pig on the basis of phenotypic sexual characteristics.
  • the present invention is based, in particular, on the general problem that male pigs for slaughter often have a strong inherent odor, which is generally undesirable for meat processing, the so-called boar odor.
  • an odor detection is technically complex and thus relatively expensive and time-consuming, especially if it is carried out on all slaughter pigs in a slaughter pig processing, so as to exclude the undesirable boar odor before the corresponding further processing of slaughter pigs.
  • its sex may be determined in order to exclude a potentially expected odor load on the slaughter pig.
  • One possible way of sexing is to have them manually performed by a suitable staff and then supply the slaughter pigs the appropriate matching processing unit.
  • EP 2 168 430 A1 discloses a method for monitoring pigs which provides an optical detection system in a monitoring station by means of which body measurements of a pig standing in the monitoring station are detected and made available for evaluation.
  • the pig is then typed.
  • a typing by gender is described, whereby the characteristic of the body structure such as hull length, shoulder width, formation of the ham and so on are used.
  • the method described here disadvantageously causes uncertainties due to the breed-specific and exemplary dispersion of body measurements and proportions. Furthermore, it is known from the prior art to make a sex determination in slaughter pigs on the basis of the bacon level or the meat connection on the stomach. Also such methods are associated with a limited determination security.
  • the object of the present invention is to provide a device for an automatic, rapid and at the same time efficient and cost-effective classification of the phenotypic sex of a slaughter pig within a slaughter pig processing. The object is achieved by a device for optical sex recognition of a slaughter pig with the features listed in claim 1. Preferred developments emerge from the subclaims.
  • slaughter pig examples include boar or fuller, male castrated (also called Borg), male with wholly or partially internal testicles (also called Binneneber) and female (also called sows) understood.
  • classification is understood as meaning the determination of the phenotypic sex.
  • slaughter pig to be determined according to phenotypic sex is kept suspended on a tube run during processing.
  • the slaughter pig is taken with the hind legs on hooks, which lie next to each other in the axis of movement, whereby the surface of his genital region is substantially aligned so that it is visible from a orthogonal to the tube path view.
  • genital regions are understood to mean all regions of the surface of a slaughter pig on which male or female genital organs are positioned, so that, depending on whether female or male slaughter animals are present, geographically different regions may be affected.
  • the collection of the genital region of the slaughter pig described below takes place before the fission.
  • a device for optical sex recognition of a slaughter pig has a depth camera with a depth camera detection area, wherein within the depth camera detection area the genital region of the slaughter pig is optically detectable and within the depth camera detection area spatial coordinates of pixels can be detected.
  • the spatial coordinates of the captured pixels are composed of their area coordinates (x, y) and a depth value (z) and are provided in a transferable manner by the depth camera.
  • the capture of the pixels by the depth camera is carried out according to the invention in real time.
  • the depth camera is preferably capable of detecting the pixels with their spatial coordinates in the depth camera detection area simultaneously or in such a short period of time that the movement of the slaughter pig by means of the tube path does not impair the detection of an evaluable image.
  • the device according to the invention further comprises a positioning device, by means of which the depth camera can be positioned relative to the genital region of the slaughter pig.
  • the positioning of the depth camera relative to the slaughter pig preferably takes place in such a way that a vertical optical detection of the genital region, that is directed from above onto the hanging slaughter animal, is made possible. It has been found in this context that in the case of a vertical optical detection of the genital region, the detectable differences in depth have their maximum formation and thus in this way optimal detection of the sexual characteristics of the slaughter pig can be provided. However, it is also possible to position the depth camera diagonally from above.
  • the device according to the invention has an evaluation unit which is wired or wirelessly connected to the depth camera and by means of which the spatial coordinates 3D image of the genital region provided by the depth camera can be detected.
  • the evaluation unit On the basis of the spatial coordinates of the 3D image, the evaluation unit is able to determine the phenotypic sex of the slaughter pig and thus classify it accordingly.
  • the characteristics essential for a recognition of the phenotypic sex are extracted from the spatial coordinates and the classification of the slaughter pig is then preferably carried out on the basis of a heuristic decision rule or on the basis of a previously defined classifier.
  • the result of the classification of the slaughter pig can be output by the evaluation unit, for example by means of a code or in plain text, or provided as a control signal for further processing of the slaughter pig to external units, for example sorting units.
  • the classification result can be stored in an internal or external database with assignment to an identification code of the slaughter pig.
  • a 3D image obtained by the depth camera can be stored in association with the identification code of the slaughter pig.
  • the invention is based on the recognition of the spatial formation of the external sex organs of the slaughter pig.
  • the evaluation unit is also able to make a distinction between the slaughter pig and an ambient background based on the depth values of detected spatial coordinates, without the need for additional resources.
  • This has the advantage that in particular no background panel or special illumination is required.
  • there is no need for a means for an exact distance positioning of the slaughter pig since the information about the distance by the depth detected by the depth camera depth value is already present and can be included in the evaluation.
  • an initialization of the detection and subsequent classification can take place without additional means.
  • the depth camera relative to the pig is preferably arranged so that in addition to the genital region and the thigh approaches the slaughter pig can be detected.
  • the evaluation unit when passing the slaughter pig on the apparatus according to the invention, the evaluation unit in the present case distinguishes between distant depth values of detected pixels of the surrounding environment. background and near depth values of captured pixels of the slaughter pig. In this way, a special advantage of the device by the evaluation unit made a detection of the movement of the slaughter pig on the tube path and, when recognizing the slaughter pig due to the changing depth values, an initialization of the sex region detection are performed. Additional devices or measures for initialization can thus advantageously be dispensed with.
  • the evaluation unit is also made possible to narrow the acquired depth values, in particular to a potential vaginal, testicular or penile region, in order to display only these relevant regions in the 3D image in this way ,
  • a detection process to capture a plurality of images or image sequences from the depth camera, and the spatial coordinate data of the plurality of images or image sequences to be acquired by the evaluation unit and used for the classification, so that the security of the result is increased.
  • the spatial resolution can be increased and occlusion effects can be reduced.
  • a particular advantage of the device according to the invention over known systems also lies in the fact that a determination of the phenotypic sex in-line and in real time is feasible by the detection takes place directly on the guided on the tube train pig and the classification result is temporally present and is available for decisions for further processing and for valuations.
  • decomposition requirements can be derived, as certain yields, for example the lean meat content, are related to the sex of the slaughter pig.
  • the classification result can be stored directly in a database and is thus available for further verification and verification purposes as well as for further evaluations.
  • the depth camera is designed as a stereo camera system with a pattern projector.
  • the depth camera is capable of producing an artificial texture on the surface of the slaughter pig, especially in the area of the genital region.
  • the pattern projector can be designed, for example, as a strip projector.
  • the depth camera described here as a stereo camera system
  • the costs for the device according to the invention and a gender recognition that can be carried out with it can be kept low.
  • the depth camera is designed as a time-of-flight camera, hereinafter also abbreviated to a TOF camera.
  • TOF camera offers the advantage in particular that high frame rates can be achieved by this, in that the entire, relevant area of the slaughter pig can be imaged in one shot and thus in a very short time.
  • a TOF camera is therefore particularly suitable for the inventively provided real-time detection of the genital region of the
  • TOF cameras usually have a simple structure and can therefore be provided relatively inexpensively.
  • the depth camera is a first depth camera and the depth camera detection area is a first depth camera detection area.
  • the first depth camera is in this case arranged opposite the slaughter pig so that in the first depth camera detection area, the genital region in a
  • Rear back part view is optically detectable and corresponding back-side terteil workede pixels can be detected with their spatial coordinates.
  • the device has a second depth camera with a second depth camera detection range.
  • the second depth camera is arranged opposite the slaughter pig so that the genital region of the slaughter pig can be detected in an abdominal view in the second depth camera detection area, and corresponding abdominal pixels with the spatial coordinates can be detected.
  • the spatial coordinates from the respective depth camera detection area are provided in a transferable manner by the depth cameras and detected by the evaluation unit, preferably in a uniform coordinate system.
  • the back-rear view provides an optimal view of pronounced testicles or female genitalia
  • the abdominal view forms an optimal view of the testicles, which concealed in an internal seal relatively inconspicuous in a skin fold of the slaughter pig and thus externally recognize only as a curvature are.
  • the combination of two depth cameras with opposing depth camera detection areas offers the advantage that the genital region of the slaughter pig can be detected from different views and thus the result reliability of sex determination can be additionally optimized.
  • the device has an image camera with an image camera detection area, in which light intensity values of pixels on the surface of the slaughter pig in the region of the genital region can be detected.
  • the image camera is in this case connected to the evaluation unit and can be positioned relative to the depth camera by means of the positioning device such that the image camera detection area and the depth camera detection area at least partially overlap in a common detection area.
  • each depth camera can be assigned a corresponding image camera.
  • the captured pixels are transferred from the image camera to the evaluation unit and visualized by them as an image of the genital region.
  • the image provided is used in particular for checking the gender recognition result and for archiving purposes.
  • the image camera can also be designed, for example, as a color value camera so that the image provided by the evaluation unit is present as a color image.
  • FIG. 1 schematic diagram - side view
  • Fig. 1 shows the device according to the invention for optical sex recognition of a slaughter pig 1 in a side view.
  • the slaughter pig 1 is in the course of its processing along a pipe run 7 on the device past.
  • the classification of the optical sex recognition within the processing of the slaughter pig 1 takes place here after brewing, scratching machine, flame oven and whips, but in any case before the split.
  • Such a classification of the optical sex recognition offers in particular the advantage that already existing hairs or impurities on the slaughter pig were removed by the pretreatments and thus an optimal sex recognition can be provided.
  • the device according to the invention has a depth camera 2 with a depth camera detection area 3, in which a genital region 4 of the slaughter pig 1 can be detected.
  • spatial coordinates of pixels can be detected in the depth camera detection area 3, wherein the spatial coordinates are composed of the respective area coordinates (x, y) and a depth value (z) of the pixels and the spatial coordinates of the pixels are detected in real time.
  • the spatial coordinates are provided by the depth camera 2 transferable, wherein the provision of the spatial coordinates preferably also takes place in real time.
  • the device further comprises a positioning device 5, by means of which the depth camera 2 can be positioned in the required orientation relative to the genital region 4.
  • the positioning of the depth camera 2 is carried out in this embodiment such that it detects the genital region 4 obliquely from above.
  • the device according to the invention has an evaluation unit 6, which is connected to the depth camera 2 and is capable of detecting the spatial coordinates provided by the depth camera 2.
  • the evaluation unit 6 carries out an evaluation of the detected spatial coordinates, phenotypic sexual characteristics such as, for example, a testicular region or female genitalia being determined in particular on the basis of the depth values of the spatial coordinates.
  • a classification of the slaughter pig 1 is carried out by the evaluation unit 6, for example on the basis of a previously defined classifier, according to Eber, Borge, Sau or Binneneber and the classification result is output.
  • the output of the classification result is sent to a monitor, which displays the classification result by naming the phenotypic sex of the slaughter pig 1.
  • the classification result is transferred to a central computer with a connected database and assigned to the identification code of the slaughtered animal.
  • the evaluation unit recognizes automatically when the pig 1 is moved by means of the tube track 9 into the depth camera detection area 3 of the depth camera 2 and initializes the image acquisition and the subsequent evaluation.
  • Fig. 2a shows the device according to the invention in a further embodiment as a plan view.
  • the depth camera 2 is designed as a stereo camera system with two lenses 2.3 and 2.4.
  • each objective 2.3, 2.4 has its own detection region 3.3, 3.4, in which case the depth camera detection region 3 represents the region in which the detection regions 3.3, 3.4 of the two objectives 2.3, 2.4 of the depth camera 2 overlap.
  • Fig. 2b shows the device according to the invention in a further embodiment as a plan view, which is a modification to the embodiment shown in Fig. 2a.
  • the depth camera 2 is designed as a stereo camera system with two objectives 2.3 and 2.4, wherein each objective 2.3, 2.4 in this case has its own detection range 3.3, 3.4, wherein, as in FIG. 2a, the depth camera detection range 3 represents the range in which the detection areas 3.3, 3.4 of the two lenses 2.3, 2.4 of the depth camera 2 overlap.
  • the objectives 2.3, 2.4 of the depth camera 2 in the present case are arranged so that the genital region 4 of the slaughter pig 1 can be detected obliquely from above.
  • the depth camera 2 also has a pattern projector 7, by means of which a texture 8, for example a striped pattern, can be projected onto the surface of the slaughter pig 1, in particular in the region of the genital region 4.
  • a texture 8 for example a striped pattern
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the device according to the invention in a plan view.
  • the depth camera 2 is designed as a first depth camera 2.1 having a first depth camera detection range 3.1, wherein in the first depth camera detection range 3.1 the genital region 4 of the slaughter pig 1 can be detected in a back-rear view.
  • the device additionally has a second depth camera 2.2 with a second depth camera detection range 3.2.
  • the second depth camera 2.2 is in this case arranged such that in the second depth camera detection area 3.2, the genital region 4 of the slaughter pig 1 can be detected in an abdominal view.
  • the depth cameras 2.1 and 2.2 can be positioned in a positionally congruent manner by means of the positioning device 5, so that the genital region 4 of the slaughter pig 1 can be detected on both sides as a particular advantage and thus the sex recognition result of the device according to the invention can be optimized.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für zur optischen Geschlechtserkennung eines Schlachtschweins (1), aufweisend eine Tiefenkamera (2) mit einem Tiefenkameraerfassungsbereich (3), in welchem eine Genitalregion (4) des Schlachtschweins (1) erfassbar ist und in welchem Raumkoordinaten von Bildpunkten erfassbar sind, wobei die Raumkoordinaten übertragbar bereitstellbar sind, und aufweisend eine Positionierungsvorrichtung (5), mittels derer die Tiefenkamera (2) relativ zu der Genitalregion (4) des Schlachtschweins (1) positionierbar ist, und aufweisend eine Auswertungseinheit (6), welche mit der Tiefenkamera (2) verbunden ist und wobei durch die Auswertungseinheit (6) die durch die Tiefenkamera (2) bereitgestellten Raumkoordinaten erfassbar sind und anhand der Raumkoordinaten ein phänotypisches Geschlecht des Schlachtschweins (1) ermittelbar ist.

Description

Vorrichtung zur optischen Geschlechtserkennung eines Schlachtschweins
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Erkennung des Geschlechts eines Schlachtschweins anhand phänotypischer Geschlechtsmerkmale.
Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere das generelle Problem zugrunde, dass männliche Schlachtschweine oftmals einen starken und für die Fleischverarbeitung in der Regel unerwünschten Eigengeruch, den sogenannten Eberge- ruch, aufweisen.
Für die Wertermittlung sowie die entsprechende Weiterverarbeitung des jeweiligen Schlachtschweins ist es daher erforderlich, dass entweder die Geruchsbelastung des Schlachtschweins oder dessen Geschlecht ermittelt wird.
Eine Geruchsermittlung ist hierbei jedoch technisch aufwändig und somit vergleichsweise teuer und zeitaufwändig, insbesondere wenn sie an allen Schlachtschweinen in einer Schlachtschweinverarbeitung durchgeführt wird, um so den unerwünschten Ebergeruch vor der entsprechenden Weiterverarbeitung der Schlachtschweine auszuschließen.
Alternativ kann im Vorfeld der Verarbeitung des Schlachtschweins dessen Geschlecht bestimmt werden, um so eine potenziell zu erwartende Geruchsbelastung des Schlachtschweins ausschließen zu können.
Ein möglicher Weg der Geschlechtsbestimmung besteht beispielsweise darin, diese manuell durch ein entsprechendes Personal ausführen zu lassen und die Schlachtschweine anschließend der entsprechend passenden Verarbeitungseinheit zuzuführen.
Eine derartige manuelle Geschlechtsbestimmung ist jedoch insbesondere mit einem hohen Personalaufand und entsprechend hohen Personalkosten verbun- den.
|Bestätigungskopie| Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur optischen Erfassung von Merkmalen lebender Schweine bekannt. Diesbezüglich wird beispielsweise in der Druckschrift EP 2 168 430 A1 ein Verfahren zur Überwachung von Schweinen offenbart, welches ein optisches Erfassungssystem in einer Überwachungs- Station vorsieht, mittels dessen Körpermesswerte eines, in der Überwachungsstation stehenden Schweins erfasst und auswertbar bereitgestellt werden.
Anhand der erfassten Körpermesswerte wird das Schwein anschließend typisiert. Hierbei ist auch eine Typisierung nach Geschlecht beschrieben, wobei hierfür die Charakteristik des Körperbaus wie Rumpflänge, Schulterbreite, Aus- prägung des Schinkens und so weiter herangezogen werden.
Das hier beschriebene Verfahren bedingt nachteiligerweise Unsicherheiten aufgrund der rassespezifischen sowie exemplarischen Streuung der Körpermaße und -Proportionen. Des Weiteren ist es aus dem Stand der Technik bekannt, bei Schlachtschweinen anhand des Speckspiegels oder des Fleischanschlusses am Bauch eine Geschlechtsbestimmung vorzunehmen. Auch derartige Methoden sind mit einer begrenzten Bestimmungssicherheit verbunden. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für eine automatische, schnelle und gleichzeitig effiziente und kostengünstige Klassifikation des phänotypischen Geschlechts eines Schlachtschweins innerhalb einer Schlachtschweinverarbeitung bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur optischen Geschlechtserkennung eines Schlachtschweins mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Unter einem Schlachtschwein werden nachfolgend sämtliche Varianten von Schlachtschweinen, insbesondere unabhängig von dem Geschlecht, verstanden. Als phänotypisches Geschlecht wird die Unterscheidung in männlich unkastriert (auch Eber oder Volleber genannt), männlich kastriert (auch Borg genannt), männlich mit ganz oder teilweise innenliegenden Hoden (auch Binneneber genannt) und weiblich (auch Sauen genannt), verstanden.
Als Klassifikation in Sinne der vorliegenden Anmeldung wird die Bestimmung des phänotypischen Geschlechts verstanden.
Das nach phänotypischem Geschlecht zu bestimmende Schlachtschwein wird in der Verarbeitung hängend an einer Rohrbahn geführt.
Vorzugsweise ist das Schlachtschwein mit den Hinterläufen an Haken, die in der Bewegungsachse nebeneinanderliegen, aufgenommen, wodurch die Oberfläche seiner Genitalregion im Wesentlichen so ausgerichtet ist, dass diese aus einer orthogonal zu der Rohrbahn stehenden Ansicht einsehbar ist. Als Genitalregion im Sinne dieser Erfindung werden alle Regionen der Oberfläche eines Schlachtschweins verstanden, an denen männliche oder weibliche Geschlechtsorgane positioniert sind, so dass je nach dem, ob weibliche oder männliche Schlachttiere vorliegen, räumlich unterschiedliche Regionen betroffen sein können.
Die nachfolgend beschriebene Erfassung der Genitalregion des Schlacht- schweins erfolgt vor der Spaltung.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur optischen Geschlechtserkennung eines Schlachtschweins weist eine Tiefenkamera mit einem Tiefenkameraerfassungs- bereich auf, wobei innerhalb des Tiefenkameraerfassungsbereichs die Genital- region des Schlachtschweins optisch erfassbar ist und wobei innerhalb des Tiefenkameraerfassungsbereichs Raumkoordinaten von Bildpunkten erfassbar sind.
Die Raumkoordinaten der erfassten Bildpunkte setzen sich vorliegend aus deren Flächenkoordinaten (x, y) und einem Tiefenwert (z) zusammen und werden von der Tiefenkamera übertragbar bereitgestellt. Die Erfassung der Bildpunkte durch die Tiefenkamera erfolgt erfindungsgemäß in Echtzeit. Die Tiefenkamera ist dabei vorzugsweise dazu in der Lage, die Bildpunkte mit deren Raumkoordinaten in dem Tiefenkameraerfassungsbereich gleichzeitig oder in einem solchen kurzen Zeitraum zu erfassen, dass die Bewe- gung des Schlachtschweins mittels der Rohrbahn die Erfassung eines auswertbaren Bildes nicht beeinträchtigt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist des Weiteren eine Positionierungsvorrichtung auf, mittels derer die Tiefenkamera relativ zu der Genitalregion des Schlachtschweins positionierbar ist.
Die Positionierung der Tiefenkamera gegenüber dem Schlachtschwein erfolgt hierbei vorzugsweise derart, dass eine vertikale optische Erfassung der Genitalregion, also von oben auf das hängende Schlachttier gerichtet, ermöglicht wird. Es wurde in diesem Zusammenhang gefunden, dass bei einer vertikalen optischen Erfassung der Genitalregion die erfassbaren Tiefenunterschiede ihre maximale Ausbildung aufweisen und somit auf diese Weise eine optimale Erfassung der Geschlechtsmerkmale des Schlachtschweins bereitgestellt werden kann. Es ist jedoch auch eine Positionierung der Tiefenkamera schräg von oben möglich.
Als weiteres Merkmal weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Auswertungseinheit auf, welche mit der Tiefenkamera drahtgebunden oder drahtlos verbunden ist und mittels derer die durch die Tiefenkamera bereitgestellten Raumkoordinaten 3D-Bild der Genitalregion erfassbar sind. Anhand der Raum- koordinaten des 3D-Bildes ist die Auswertungseinheit dazu in der Lage, das phänotypische Geschlecht des Schlachtschweins zu ermitteln und dieses somit entsprechend zu klassifizieren. Hierbei werden die für eine Erkennung des phänotypischen Geschlechts wesentlichen Merkmale aus den Raumkoordinaten extrahiert und es wird anschließend die Klassifizierung des Schlachtschweins vorzugsweise anhand einer heuristischen Entscheidungsregel oder anhand eines vorher definierten Klassifikators durchgeführt. Das Ergebnis der Klassifizierung des Schlachtschweins kann durch die Auswertungseinheit beispielsweise mittels eines Codes oder als Klartext ausgegeben oder als Steuersignal für eine weitere Verarbeitung des Schlachtschweins an externe Einheiten, zum Beispiel Sortiereinheiten, bereitgestellt werden. Ferner kann das Klassifizierungsergebnis in einer internen oder externen Datenbank unter Zuordnung zu einem Identifikationscode des Schlachtschweins abgelegt werden. Ferner kann für Nachweiszwecke oder für Überprüfungen des Klassifikationsergebnisses ein von der Tiefenkamera erhaltenes 3D-Bild unter Zuordnung zu dem Identifikationscode des Schlachtschweins abgelegt werden.
Die Erfindung beruht auf der Erkennung der räumlichen Ausbildung der äußeren Geschlechtsorgane des Schlachtschweins.
Als besonderer Vorteil ist die Auswertungseinheit ist ferner dazu in der Lage, eine Unterscheidung zwischen dem Schlachtschwein und einem Umgebungshin- tergrund bereits anhand der Tiefenwerte erfasster Raumkoordinaten vorzunehmen, ohne dass es zusätzlicher Mittel bedarf. Damit ist der Vorteil verbunden, dass insbesondere keine Hintergrundtafel oder eine besondere Ausleuchtung erforderlich ist. Als weiterer Vorteil bedarf es keiner Mittel zu einer genauen Abstandspositionierung des Schlachtschweins, da die Information über den Abstand durch den durch die Tiefenkamera erfassten Tiefenwert bereits vorliegt und in die Auswertung einbezogen werden kann. Ferner kann als weiterer Vorteil eine Initialisierung der Erfassung und nachfolgenden Klassifizierung ohne zusätzliche Mittel erfolgen. Hierzu ist die Tiefenkamera gegenüber dem Schlachtschwein vorzugsweise so angeordnet, dass neben der Genitalregion auch die Schenkelansätze des Schlachtschweins erfassbar sind. Bei einem Vorbeiführen des Schlachtschweins an der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung unterscheidet die Auswertungseinheit vorliegend zwischen fernen Tiefenwerten von erfassten Bildpunkten des Umgebungshin- tergrundes und nahen Tiefenwerten von erfassten Bildpunkten des Schlachtschweins. Auf diese Weise kann als besonderer Vorteil der Vorrichtung durch die Auswertungseinheit eine Detektion der Bewegung des Schlachtschweins an der Rohrbahn vorgenommen und, bei Erkennen des Schlachtschweins aufgrund der sich ändernden Tiefenwerte, eine Initialisierung der Geschlechtsregionserfassung durchgeführt werden. Auf zusätzliche Vorrichtungen oder Maßnahmen zur Initialisierung kann somit vorteilhaft verzichtet werden.
Über einen vorher definierten Tiefenschwellenwert wird es der Auswertungsein- heit zudem ermöglicht, eine Einengung der erfassten Tiefenwerte, insbesondere auf eine potentielle Vaginal-, Hoden- oder Penisregion vorzunehmen, um auf diese Weise zum Beispiel in dem 3D-Bild nur eben diese relevanten Regionen darzustellen.
Ferner ist es möglich, dass für einen Erkennungsvorgang von der Tiefenkamera mehrere Bilder oder Bildsequenzen aufgenommen werden und die Raumkoordinatendaten der mehreren Bilder oder Bildsequenzen von der Auswertungseinheit erfasst und für die Klassifizierung verwandt werden, sodass die Sicherheit des Ergebnisses erhöht wird. Besondere Vorteile ergeben sich insofern, als die räumliche Auflösung erhöht und und Okklusionseffekte vermindert werden kön- nen.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber bekannten Systemen liegt auch darin, dass durch die Vorrichtung eine Bestimmung des phänotypischen Geschlechts In-Line und in Echtzeit durchführbar ist, indem die Erfassung direkt an dem an der Rohrbahn geführten Schlachtschwein erfolgt und das Klassifikationsergebnis zeitlich unmittelbar vorliegt und für Entscheidungen für die weitere Verarbeitung sowie für Wertermittlungen zur Verfügung steht. So können vorteilhaft insbesondere erkannte Volleber zielgerichtet einer Überprüfung auf Ebergeruch vor einer Verarbeitung zugeführt werden. Ferner lassen sich Zerlegevorgaben ableiten, da bestimmte Ausbeuten, beispielsweise der Magerfleischanteil, in Beziehung zu dem Geschlecht des Schlachtschweins stehen. Hierzu liegt eine Echtzeitfähigkeit der Tiefenkamera und die unmittelbare Auswertung der erfassten Bildpunkte vor, so dass eine sehr schnelle und gleichzeitig exakte Geschlechtserkennung eines Schlachtschweins bereitgestellt werden kann, durch welche der Ablauf der Schlachtschweinverarbeitung nicht beein- trächtigt wird.
Durch den weitestgehend automatisierten Ablauf wird zudem eine besonders kostengünstige Geschlechtserkennung von Schlachtschweinen innerhalb einer Schlachtschweinverarbeitung ermöglicht. Ferner kann das Klassifizierungsergebnis unmittelbar in einer Datenbank abgelegt werden und steht so für weitere Nachweis- und Überprüfungszwecke sowie für weitere Auswertungen zur Verfügung.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Tiefenkamera als Stereokamerasystem mit einem Musterprojektor ausgebildet.
Mittels des Musterprojektors ist die Tiefenkamera dazu in der Lage, eine künstliche Textur auf der Oberfläche des Schlachtschweins, insbesondere im Bereich der Genitalregion, zu erzeugen.
Der Musterprojektor kann dabei beispielsweise als Streifenprojektor ausgebildet sein.
Anhand des auf der Oberfläche des Schlachtschweins erzeugten Musters wird eine besonders exakte Erfassung der relevanten Bildpunkte im Bereich der Ge- nitalregion ermöglicht.
Ferner kann bei der hier aufgeführten Ausbildung der Tiefenkamera als Stereokamerasystem auf eine gesonderte Lichtquelle zur Beleuchtung des relevanten Bereichs des Schlachtschweins verzichtet werden, da die Tiefenkamera in die- sem Fall bereits über eine eingebaute Lichtquelle verfügt. Auf diese Weise können die Kosten für die erfindungsgemäße Vorrichtung und einer mit dieser durchführbaren Geschlechtserkennung niedrig gehalten werden.
Des Weiteren sieht eine vorteilhafte Variante der Erfindung vor, dass die Tiefen- kamera als Time-Of-Flight-Kamera, nachfolgend auch abgekürzt als TOF-Kamera, ausgebildet ist.
Die Anwendung einer TOF-Kamera bietet hierbei insbesondere den Vorteil, dass durch diese hohe Bildraten realisiert werden können, indem der gesamte, rele- vante Bereich des Schlachtschweins in einer Aufnahme und somit in sehr kurzer Zeit abbildbar ist. Eine solche TOF-Kamera eignet sich daher besonders für die erfindungsgemäß vorgesehene Echtzeiterfassung der Genitalregion des
Schlachtschweins. Zudem weisen TOF-Kameras in der Regel einen einfachen Aufbau auf und können daher verhältnismäßig kostengünstig bereitgestellt werden.
In einer weiteren, bevorzugten Ausbildung der Vorrichtung handelt es sich bei der Tiefenkamera um eine erste Tiefenkamera und bei dem Tiefenkameraer- fassungsbereich um einen ersten Tiefenkameraerfassungsbereich. Die erste Tiefenkamera ist hierbei gegenüber dem Schlachtschwein so angeordnet, dass in dem ersten Tiefenkameraerfassungsbereich die Genitalregion in einer
Rücken-Hinterteilansicht optisch erfassbar ist und entsprechende rücken-hin- terteilseitige Bildpunkte mit deren Raumkoordinaten erfassbar sind.
Darüber hinaus weist die Vorrichtung in der hier beschriebenen Ausbildung eine zweite Tiefenkamera mit einem zweiten Tiefenkameraerfassungsbereich auf. Die zweite Tiefenkamera ist vorliegend gegenüber dem Schlachtschwein derart angeordnet, dass in dem zweiten Tiefenkameraerfassungsbereich die Geni- talregion des Schlachtschweins in einer Bauchansicht erfassbar ist und entsprechende bauchseitige Bildpunkte mit deren Raumkoordinaten erfassbar sind.
Die Raumkoordinaten aus dem jeweiligen Tiefenkameraerfassungsbereich wer- den von den Tiefenkameras übertragbar bereitgestellt und von der Auswertungseinheit, vorzugsweise in einem einheitlichen Koordinatensystem, erfasst.
Es wurde gefunden, dass die Rücken-Hinterteilansicht eine optimale Sicht auf ausgeprägte Hoden oder weibliche Geschlechtsteile bietet, währenddessen die Bauchansicht eine optimale Sicht auf Hoden bildet, welche bei einem Binneneber vergleichsweise unauffällig in einer Hautfalte des Schlachtschweins versteckt und somit äußerlich nur als Wölbung zu erkennen sind.
Die Kombination aus zwei Tiefenkameras mit sich gegenüberliegenden Tiefenka- meraerfassungsbereichen bietet vorliegend den Vorteil, dass die Genitalregion des Schlachtschweins aus unterschiedlichen Ansichten erfassbar ist und somit die Ergebnissicherheit der Geschlechtsbestimmung zusätzlich optimiert werden kann. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht zudem vor, dass die Vorrichtung eine Bildkamera mit einem Bildkameraerfassungsbereich aufweist, in welchem Lichtintensitätswerte von Bildpunkten auf der Oberfläche des Schlachtschweins im Bereich der Genitalregion erfassbar sind. Die Bildkamera ist hierbei mit der Auswertungseinheit verbunden und mittels der Positionierungsvorrichtung relativ zu der Tiefenkamera so positionierbar, dass sich der Bildkameraerfassungsbereich und der Tiefenkameraerfassungsbereich in einem gemeinsamen Erfassungsbereich zumindest teilweise überschneiden. Im Falle einer Anordnung von zwei sich gegenüberliegenden Tiefenkameras gemäß Anspruch 4, kann jeder Tiefenkamera eine entsprechende Bildkamera zu- geordnet sein, sodass sowohl in der Rücken-Hinterteilansicht, als auch in der Bauchansicht Bildpunkte auf der Oberfläche des Schlachtschweins im Bereich der Genitalregion erfassbar sind. Die erfassten Bildpunkte werden von der Bildkamera an die Auswertungseinheit übertragen und durch diese als Bild der Genitalregion visualisiert.
Das bereitgestellte Bild wird insbesondere zur Kontrolle des Geschlechtserkennungsergebnisses und zu Archivierungszwecken verwendet. Die Bildkamera kann ferner beispielsweise als Farbwertkamera ausgebildet sein, sodass das durch die Auswertungseinheit bereitgestellte Bild als Farbbild vorliegt.
Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel anhand von
Fig. 1 Prinzipdarstellung - Seitenansicht
Prinzipdarstellung mit Stereokamera - Draufsicht Fig. 2b Prinzipdarstellung mit Stereokamera und Musterprojektor - Draufsicht
Prinzipdarstellung Draufsicht mit zwei Tiefenkameras näher erläutert, wobei das zu erfassende Schlachtschwein und dessen Genitalregion in den Figuren lediglich schematisch und stark vereinfacht dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur optischen Geschlechtserkennung eines Schlachtschweins 1 in einer Seitenansicht. Das Schlachtschwein 1 wird im Zuge seiner Verarbeitung entlang einer Rohrbahn 7 an der Vorrichtung vorbeigeführt. Die Einordnung der optischen Geschlechtserkennung innerhalb des Verarbeitungsprozesses des Schlachtschweins 1 erfolgt vorliegend nach Brühung, Kratzmaschine, Flammofen und Peitschen, jedoch in jedem Fall vor der Spaltung. Eine solche Einordnung der optischen Geschlechtserkennung bietet insbesondere den Vorteil, dass durch die Vorbehandlungen bereits vorhandene Haare oder Verunreinigungen an dem Schlachtschwein entfernt wurden und so eine optimale Geschlechtserkennung bereitgestellt werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Tiefenkamera 2 mit einem Tiefen- kameraerfassungsbereich 3 auf, in welchem eine Genitalregion 4 des Schlachtschweins 1 erfassbar ist.
Zudem sind in dem Tiefenkameraerfassungsbereich 3 Raumkoordinaten von Bildpunkten erfassbar, wobei sich die Raumkoordinaten aus den jeweiligen Flächenkoordinaten (x, y) und einem Tiefenwert (z) der Bildpunkte zusammen- setzen und wobei die Erfassung der Raumkoordinaten der Bildpunkte in Echtzeit erfolgt.
Die Raumkoordinaten werden von der Tiefenkamera 2 übertragbar bereitgestellt, wobei die Bereitstellung der Raumkoordinaten vorzugsweise ebenfalls in Echtzeit erfolgt.
Die Vorrichtung weist ferner eine Positionierungsvorrichtung 5 auf, mittels derer die Tiefenkamera 2 in der erforderlichen Ausrichtung gegenüber der Genitalregion 4 positionierbar ist.
Die Positionierung der Tiefenkamera 2 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel derart, dass diese die Genitalregion 4 von schräg oben erfasst.
Als weiteren Bestandteil weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Auswertungseinheit 6 auf, welche mit der Tiefenkamera 2 verbunden und dazu in der Lage ist, die durch die Tiefenkamera 2 bereitgestellten Raumkoordinaten zu er- fassen. Die Auswertungseinheit 6 nimmt erfindungsgemäß eine Auswertung der erfas- sten Raumkoordinaten vor, wobei insbesondere anhand der Tiefenwerte der Raumkoordinaten phänotypische Geschlechtsmerkmale wie etwa eine Hodenregion oder weibliche Geschlechtsteile ermittelt werden. Nach der Ermittlung der phänotypischen Geschlechtsmerkmale wird durch die Auswertungseinheit 6 eine Klassifizierung des Schlachtschweins 1 , beispielsweise anhand eines vorher definierten Klassifikators, nach Eber, Borge, Sau oder Binneneber vorgenommen und das Klassifizierungsergebnis ausgegeben.
Die Ausgabe des Klassifizierungsergebnisses erfolgt an einen Monitor, welcher das Klassifizierungsergebnis durch Benennung des phänotypischen Geschlechts des Schlachtschweins 1 anzeigt. Parallel wird das Klassifizierungsergebnis unter Zuordnung zu dem Identifikationscode des Schlachttieres an einen zentralen Rechner mit angeschlossener Datenbank übertragen. Anhand der Tiefenwerte (z) erkennt die Auswertungseinheit selbstständig, wenn das Schlachtschwein 1 mittels der Rohrbahn 9 in den Tiefenkameraerfassungs- bereich 3 der Tiefenkamera 2 bewegt wird und initialisiert die Bilderfassung und die nachfolgende Auswertung. Fig. 2a zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem weiteren Ausführungsbeispiel als Draufsicht.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Tiefenkamera 2 als Stereokamerasystem mit zwei Objektiven 2.3 und 2.4 ausgebildet. Jedes Objektiv 2.3, 2.4 weist vorliegend einen eigenen Erfassungsbereich 3.3, 3.4 auf, wobei in diesem Fall der Tiefenkameraerfassungsbereich 3 den Bereich darstellt, in welchem sich die Erfassungsbereiche 3.3, 3.4 der beiden Objektive 2.3, 2.4 der Tiefenkamera 2 überschneiden.
Analog zu Fig. 1 sind die Objektive 2.3, 2.4 der Tiefenkamera 2 vorliegend so angeordnet, dass die Genitalregion 4 des Schlachtschweins 1 von schräg oben erfassbar ist. Fig. 2b zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem weiteren Ausführungsbeispiel als Draufsicht, wobei es sich um eine Abwandlung zu dem in Fig. 2a gezeigten Ausführungsbeispiel handelt.
Auch dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Tiefenkamera 2 als Stereokamerasystem mit zwei Objektiven 2.3 und 2.4 ausgebildet, wobei jedes Objektiv 2.3, 2.4 vorliegend einen eigenen Erfassungsbereich 3.3, 3.4 aufweist, wobei in wie bei Fig. 2a der Tiefenkameraerfassungsbereich 3 den Bereich darstellt, in welchem sich die Erfassungsbereiche 3.3, 3.4 der beiden Objektive 2.3, 2.4 der Tiefenkamera 2 überschneiden.
Analog zu Fig. 1 sind die Objektive 2.3, 2.4 der Tiefenkamera 2 vorliegend so angeordnet, dass die Genitalregion 4 des Schlachtschweins 1 von schräg oben erfassbar ist.
Die Tiefenkamera 2 weist in der hier offenbarten Weiterbildung zudem einen Musterprojektor 7 auf, mittels dessen eine Textur 8, beispielsweise ein Streifenmuster, auf die Oberfläche des Schlachtschweins 1 , insbesondere im Bereich der Genitalregion 4, projizierbar ist.
Da die Oberfläche des Schlachtschweins 1 weitestgehend unstrukturiert ist, hat sich die Anwendung des Musterprojektors 7 als besonders vorteilhaft erwiesen, da durch die erzeugte Textur 8 auf der Oberfläche vorhandene Höhen-/Tiefen- unterschiede herausgestellt und so eine besonders effektive Erfassung der Raumkoordinaten und insbesondere der Tiefenwerte der jeweiligen Bildpunkte bereitgestellt werden kann. In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Draufsicht dargestellt.
In der dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung ist die Tiefenkamera 2 als erste Tiefenkamera 2.1 mit einem ersten Tiefenkameraerfassungsbereich 3.1 ausgebildet, wobei in dem ersten Tiefenkameraerfassungsbereich 3.1 die Geni- talregion 4 des Schlachtschweins 1 in einer Rücken-Hinterteilansicht erfassbar ist. Wie Fig. 3 zeigt, weist die Vorrichtung zusätzlich eine zweite Tiefenkamera 2.2 mit einem zweiten Tiefenkameraerfassungsbereich 3.2 auf.
Die zweite Tiefenkamera 2.2 ist hierbei so angeordnet, dass in dem zweiten Tiefenkameraerfassungsbereich 3.2 die Genitalregion 4 des Schlachtschweins 1 in einer Bauchansicht erfassbar ist.
Die Tiefenkameras 2.1 und 2.2 sind vorliegend mittels der Positionierungsvorrichtung 5 lagekongruent positionierbar, sodass als besonderer Vorteil die Genitalregion 4 des Schlachtschweins 1 beidseitig erfassbar ist und so das Ge- schlechtserkennungsergebnis der erfindungsgemäßen Vorrichtung optimiert werden kann.
Verwendete Bezugszeichen
1 Schlachtschwein
2 Tiefenkamera
2.1 erste Tiefenkamera
2.2 zweite Tiefenkamera
2.3 erstes Objektiv
2.4 zweites Objektiv
3 Tiefenkameraerfassungsbereich
3.1 erster Tiefenkameraerfassungsbereich
3.2 zweiter Tiefenkameraerfassungsbereich
3.3 Erfassungsbereich des ersten Objektivs
3.4 Erfassungsbereich des zweiten Objektivs
4 Genitalregion
5 Positionierungsvorrichtung
6 Auswertungseinheit
7 Musterprojektor
8 Textur
9 Rohrbahn

Claims

Vorrichtung für zur optischen Geschlechtserkennung eines Schlachtschweins (1 ),
aufweisend eine Tiefenkamera (2) mit einem Tiefenkameraerfassungsbe- reich (3), in welchem eine Genitalregion (4) des Schlachtschweins (1 ) erfassbar ist und in welchem Raumkoordinaten von Bildpunkten erfassbar sind, wobei die Raumkoordinaten übertragbar bereitstellbar sind, und aufweisend eine Positionierungsvorrichtung (5), mittels derer die Tiefenkamera (2) relativ zu der Genitalregion (4) des Schlachtschweins (1 ) positionierbar ist, und aufweisend eine Auswertungseinheit (6), welche mit der Tiefenkamera (2) verbunden ist und wobei durch die Auswertungseinheit (6) die durch die Tiefenkamera (2) bereitgestellten Raumkoordinaten erfassbar sind und anhand der Raumkoordinaten ein phänotypisches Geschlecht des Schlachtschweins (1) ermittelbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
wobei die Tiefenkamera (2) als Stereo-Kamerasystem mit einem Musterprojektor (7) ausgebildet ist, wobei mittels des Musterprojektors (7) eine Textur (8) auf die Oberfläche des Schlachtschweins (1 ) im Bereich der Genitalregion (4) projizierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
wobei die Tiefenkamera (2) als Time-Of-Flight-Kamera ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei es sich bei der Tiefenkamera um eine erste Tiefenkamera (2.1 ) und bei dem Tiefenkameraerfassungsbereich um einen ersten Tiefenkamera- erfassungsbereich (3.1) handelt und wobei die Vorrichtung eine zweite Tiefenkamera (2.2) mit einem zweiten Tiefenkameraerfassungsbereich (3.2) aufweist und wobei in dem ersten Tiefenkameraerfassungsbereich (3.1) die Genitalregion (4) des Schlachtschweins (1 ) in einer Rücken- Hinterteilansicht erfassbar ist und wobei in dem zweiten Tiefenkameraerfassungsbereich (3.2) die Genitalregion (4) des Schlachtschweins (1 ) in einer Bauchansicht erfassbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Vorrichtung eine Bildkamera mit einem Bildkameraerfassungsbereich aufweist, in welchem Lichtintensitätswerte von Bildpunkten auf der Oberfläche des Schlachtschweins (1 ) im Bereich der Genitalregion (4) erfassbar sind und wobei die Bildkamera mit der Auswertungseinheit (6) verbunden und mittels der Positionierungsvorrichtung (5) relativ zu der Tiefenkamera (2) so positionierbar ist, dass sich der Bildkameraerfassungsbereich und der Tiefenkameraerfassungsbereich (3) in einem gemeinsamen Erfassungsbereich zumindest teilweise überschneiden.
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