WO2019044899A1 - 猫用トイレ使用状況管理システム及び猫用トイレ - Google Patents

猫用トイレ使用状況管理システム及び猫用トイレ Download PDF

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WO2019044899A1
WO2019044899A1 PCT/JP2018/031936 JP2018031936W WO2019044899A1 WO 2019044899 A1 WO2019044899 A1 WO 2019044899A1 JP 2018031936 W JP2018031936 W JP 2018031936W WO 2019044899 A1 WO2019044899 A1 WO 2019044899A1
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WO
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cat
images
identifier
toilet
cats
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/031936
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English (en)
French (fr)
Inventor
宏治 堀
麻莉 大渕
輝樹 平畑
篤志 廣山
Original Assignee
株式会社ハチたま
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K1/00—Housing animals; Equipment therefor
    • A01K1/01—Removal of dung or urine, e.g. from stables
    • A01K1/0107—Cat trays; Dog urinals; Toilets for pets
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
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    • A01K23/00—Manure or urine pouches
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A01K29/00—Other apparatus for animal husbandry
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00—Pattern recognition
    • G06F18/20—Analysing
    • G06F18/21—Design or setup of recognition systems or techniques; Extraction of features in feature space; Blind source separation
    • G06F18/217—Validation; Performance evaluation; Active pattern learning techniques
    • G06F18/2178—Validation; Performance evaluation; Active pattern learning techniques based on feedback of a supervisor
    • 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 present invention relates to a cat litter usage management system and a cat litter.
  • signs and symptoms of urological diseases in cats include phenomena such as an increase in the number and amount of urination (see FIG. 1 described later) and weight loss (refer to non-patent document 1). For this reason, it is desirable that the owner always observes the number of toilets of the domestic cat, or performs weight measurement regularly, and promptly consults with a veterinarian or the like when an abnormality is observed in the domestic cat.
  • Patent Document 1 describes the number of excretions of pets for pets, which enables the user to early detect a pet's disease such as diabetes or cystitis which has an increase in the number of excretions of pets as an initial symptom. The device is described.
  • Patent Document 2 describes an animal litter box that detects the urine volume of an animal and displays it on a display unit, for example, enabling early detection of chronic renal failure in which the urine volume is large.
  • Non-Patent Document 1 describes the findings that weight loss is observed before cats are diagnosed with chronic kidney disease.
  • a general cat identification method there is, for example, a method of individually identifying a cat by attaching a collar carrying a RFID (radio frequency identifier) tag to the cat.
  • RFID radio frequency identifier
  • This invention is proposed in view of said point, and it aims at providing the cat toilet etc. which pinpoint precisely one cat which entered into the cat toilet in one aspect.
  • the cat toilet usage status management system includes a cat toilet, a user terminal, and a management server, and notifies the user terminal of information on cat toilet usage.
  • Cat toilet use status management system wherein the cat toilet is based on a plurality of cameras for capturing a plurality of images of cats that have entered the cat toilet and the plurality of images captured by the camera.
  • a cat identification processing unit for identifying an identifier of one cat shown in the image, the cat identification processing unit respectively extracting a feature amount from the plurality of images, and based on the feature amount, An identifier of one cat is determined as an identification result for each image, and an identifier of one cat shown in the plurality of images is specified based on the majority of the identification results.
  • a cat litter box capable of easily measuring information on cat health.
  • a cat litter box that can be quickly predicted, especially when a suspicion of a urinary disease occurs.
  • FIG. 1 shows the IRIS stage classification of renal failure according to this embodiment (Source: International Veterinary Kidney Disease Research Group (the International Renal Interest Society). According to the IRIS stage classification of FIG. Severity is classified by creatinine concentration in the blood.
  • FIG. 2 is a view showing the overall appearance of the cat litter box according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a view showing an example of the overall parts configuration of the cat litter box according to the present embodiment. The same parts are denoted by the same reference numerals.
  • the cat litter box 10 is a multi-layered fully automatic toilet developed for cats.
  • the upper layer toilet container 11 is provided in the upper layer of the toilet, and cat sand (not shown) is covered on the upper layer toilet container 11.
  • a lower layer toilet container 12 and a urine collection tray 13 are provided in the lower layer of the toilet, and a pet's sheet S (commercially available etc.) having water absorption and deodorizing effects is laid on the urine collection tray 13 which can be pulled out from the lower layer toilet container 12 .
  • fully automatic has a cleaning function of automatically collecting the excrement received with cat sand into the feces collection tray 15. That is, when excrement of a cat is detected, the feces collection driving part (manure collection mechanism) 16 provided on the control board M on the side is driven, and the feces collection comb 17 provided on the side of the upper toilet container 11 is By physically moving toward the feces collection tray 15, the feces on cat sand are collected, and the feces are automatically collected and stored in the feces collection tray 15.
  • the cat litter box 10 has an aspect of an IoT device provided with a camera 18, a sensor plate 19 and the like in addition to the original function as a toilet (a cat's excretory place from the cat). It has a function to manage the use condition of the toilet, in particular the weight and urination condition of cats for the above-mentioned renal failure prediction. Details of this point will be described later again.
  • the cat litter box 10 may be installed at an appropriate place, for example, in a home, an animal hospital, a pet hotel, an animal protection facility, or the like where facilities for using the cat litter box 10 are assumed.
  • the number of the installation of course, in the case of multiple domestic cats, even in the case of single-headed in recent years, owners of multiple toilets, such as cat toilet 10-1 and cat toilet 10-2 There are many.
  • FIG. 4 is a view showing an example of the component configuration of a cat restroom sensor plate according to the present embodiment.
  • the sensor plate 19 is provided with a weight sensor as a measuring instrument for measuring (measuring) the weight of the body weight and the amount of urination of the cat litter box 10, and is installed in the lowermost layer (bottom face) as a whole cat litter box 10. It is a plate. As shown in the figure, a total of four weight sensors 19a for measuring the weight of a cat are provided at the four outer corners of the sensor plate 19, and a total of four weight sensors 19a at the inner four corners for measuring the amount of urine of the cat. A total of four urination weight sensors 19b are provided, one each.
  • FIG. 5 is a view showing an example of the component configuration of the lower layer toilet container, the urine collection tray, and the sensor plate of the cat toilet according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a view showing an example of the component configuration of the upper toilet container, the lower toilet container, the urine collection tray, and the sensor plate of the cat toilet according to the present embodiment.
  • the lower layer toilet container 12 has four recesses 12a and four holes 12b penetrating the container.
  • the convex urine weight sensor 19b is fitted in the four holes 12b.
  • the four convex weight sensors 19a for weight are fitted in the recesses 12a on the back surface of the lower layer toilet container 12, respectively.
  • the weight sensor 19 b for urination measures the weight of the urine collection tray 13 before urination and the weight after urination. By detecting a change in weight, it is possible to measure the amount of urination.
  • the height of the convex in the convex weight sensor 19b for urination is higher than that of the weight sensor 19a for weight, at least for the thickness of the bottom plate of the lower toilet container 12 or more.
  • the lower layer toilet container 12 and the upper layer toilet container 11 are grounded on the four weight sensors 19 a for weight via the four recesses 12 a of the lower layer toilet container 12. That is, since the load of the lower layer toilet container 12 and the upper layer toilet container 11 (excluding the load (gravity) of the urine collection tray 13) acts on the weight sensor 19a for weight, the cat enters the toilet for cats 10 (upper layer) Body weight can be measured by detecting a weight before the cat enters the cat litter box 10 and a change in weight after the cat enters the cat litter box 10) (when riding on the toilet container 11) .
  • the cat litter box 10 according to the present embodiment it is possible to simultaneously and simultaneously measure the cat's body weight and the amount of urination. That is, it is possible to easily measure information on the health status of the cat in daily activities of the cat. Further, since the cat litter box 10 according to the present embodiment can be manufactured with relatively few parts and a simple structure, it can be provided at low cost. Furthermore, since the user himself can easily disassemble and assemble, it is easy to clean and the toilet can be kept clean. Cats are stressed when their toilets are dirty, so they are also useful in terms of disease prevention.
  • the four concave portions 12a of the lower layer toilet container 12 are not essential although it is desirable from the viewpoint of structural stability. That is, even if the lower layer toilet container 12 and the upper layer toilet container 11 contact the bottom of the upper layer toilet container 11 directly on the four weight sensors 19a for weight, the weight sensor 19a for the weight The load of the container 11 may be applied.
  • FIG. 7 is a view showing a configuration example of the cat toilet use condition management system according to the present embodiment.
  • the cat toilet usage status management system 100 of FIG. 7 includes the cat toilet 10, the management server 20, and the portable terminal 30, and is connected via the network 40.
  • the management server 20 is a device that manages the usage of the cat litter box 10 by the domestic cat.
  • the management server 20 receives usage information of the cat litter 10 from the cat litter 10 via the network 40, and manages this. In addition, the usage information of the cat litter 10 is transmitted (notified) to the portable terminal 30 of the user.
  • the management server 20 may be disposed on the cat litter 10 and the network 40 capable of communicating with the management server 20, and may be installed, for example, in a data center or the like on the Internet.
  • the portable terminal 30 is a user terminal for viewing the usage information of the cat litter 10 received from the management server 20.
  • a smart phone and a tablet terminal are mentioned, it may be various information processing devices including other PC (Personal Computer) etc.
  • the network 40 is a communication network including wired and wireless.
  • the network 40 includes, for example, the Internet, a public network, WiFi (registered trademark), near field wireless communication, and the like.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the control hardware configuration of the cat litter and management server according to the present embodiment.
  • the cat litter box 10 has a camera 18, a weight sensor 19a for weight, a weight sensor 19b for urination, a CPU 10a, a memory 10b, a communication device 10c, and a light 10d.
  • the camera 18, the weight sensor 19a for weight and the weight sensor 19b for urination are detection devices for detecting and recognizing a cat in the cat litter 10 and detecting the usage condition of the cat litter 10 by the cat. is there.
  • the CPU 10a is a controller processor that controls the various detection devices described above and the illumination 10d. In addition, various functional units described later are executed and realized.
  • the memory 10 b is a storage device that stores various information such as a user ID described later, a cat ID, and a feature amount of a registered cat image.
  • the communication device 10 c communicates with the management server 20 via the network 40.
  • the CPU 10a, the memory 10b, and the communication device 10c can be built in the control board M attached to the side surface of the cat litter 10 (FIG. 2).
  • the illumination 10 d is an LED light for illuminating the inside and the outside of the cat litter box 10.
  • the area such as the night time zone is dark, the cat can easily recognize the cat litter box 10, and when the area is dark, the photographing condition by the camera 18 is improved and the accuracy of the image recognition is improved.
  • the design of the cat litter 10 is also enhanced by coloring the light light and the like.
  • the illumination 10d is not shown in FIG. 2, it may be provided at the control board M or any other suitable position that achieves the above-described purpose.
  • the management server 20 includes a central processing unit (CPU) 20a, a read only memory (ROM) 20b, a random access memory (RAM) 20c, a hard disk drive (HDD) 20d, and a communication device 20e.
  • CPU central processing unit
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • HDD hard disk drive
  • the CPU 20a executes various programs and performs arithmetic processing.
  • the ROM 20 b stores programs required at startup.
  • the RAM 20 c is a work area for temporarily storing the process performed by the CPU 20 a and storing data.
  • the HDD 20 d stores various data and programs.
  • the communication device 20 e communicates with other devices via the network 40.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the software configuration of the cat litter and management server according to the present embodiment.
  • the cat litter 10 has a registration unit 101, a cat identification processing unit 102, a first measurement unit 103, a second measurement unit 104, a transmission unit 105, and a storage unit 106 as main functional units.
  • the registration unit 101 receives registration information of a domestic cat from the portable terminal 30 of the user when the first use of the cat litter 10 is started. Registration information such as a cat ID, a registered cat's name, and a photograph image (face photograph, full-body photograph, etc.) is transmitted to the management server 20.
  • the cat identification processing unit 102 identifies, based on a plurality of images captured by the camera 18, an identifier (eg, a cat ID) of one cat shown in the plurality of images. Identify). It should be noted that in the case of single-headed rather than multi-headed, there is no need to specify a cat that has entered the cat litter box 10 because there is only one registered cat (one animal), and the execution of the cat identification processing of the cat identification processing unit 102 is omitted. It is possible.
  • the first measurement unit 103 measures the cat's body weight (kg) based on the sensing information from the weight sensor 19a for weight.
  • the second measurement unit 104 measures the amount of urination of the cat based on the sensing information from the urination weight sensor 19b.
  • the second measurement unit 104 can directly convert the urination weight (mg) to a urination weight (mg) by multiplying the urination weight (mg) by multiplying the urination weight (mg).
  • the transmission unit 105 transmits, to the management server 20, the registered information of the domestic cat by the registration unit 101, the body weight and the urination amount measured by the first measurement unit 103 and the second measurement unit 104.
  • the storage unit 106 has a function of storing the cat DB 106 a.
  • the cat DB 106a is a database in which a cat ID of a domestic cat using the cat litter box 10, a cat image, feature amount data, and the like are stored for each cat.
  • the cat DB 106a is used for a cat identification process described later.
  • the management server 20 includes a management unit 201, a notification unit 202, and a storage unit 203 as main functional units.
  • the management unit 201 manages the registration information, the body weight of the cat, the number of urinations in a predetermined period (for example, one day), and the urination amount using the use status management DB 203a. Further, when the registration information, body weight, urination volume and the like are received from the cat litter box 10, the information is reflected on the use status management DB 203a and updated in real time.
  • the notification unit 202 refers to the use status management DB 203a, and at least one of the number of times of urination and the amount of urination is larger than each threshold value calculated in advance based on the past actual value of each cat, or the body If the weight is smaller, alert information is notified to the user's mobile terminal 30.
  • the threshold is calculated based on past actual values in a predetermined period. For example, taking a span of one week in advance, the average value of the frequency and amount of urination per day of the cat can be calculated and used as the threshold frequency and frequency of urination. That is, it can be said that the threshold value is the value of the number of times of urination and the amount of urination at normal times (during normal health). In addition, taking a span of one week in advance, calculate the average value of the weight of the cat, and use the calculated average value as a threshold value of body weight by subtracting a predetermined amount of weight loss (for example, 0.3 kg or 10%). Can. Therefore, when the frequency and amount of urination exceed the threshold or the body weight falls below the threshold, alert information indicating that the cat may have a sign of renal failure may be used to alert the user. The mobile terminal 30 is notified.
  • a predetermined amount of weight loss for example, 0.3 kg or 10%
  • the storage unit 203 has a function of storing the usage management DB 203a.
  • the use status management DB 203a is a database in which use information and status of the cat litter 10 are stored for each cat.
  • Each of the functional units described above is realized by a computer program executed on hardware resources of a computer constituting the cat litter box 10 or the management server 20. These functional units may be read as “means”, “module”, “unit”, or “circuit”.
  • FIG. 10 is a view showing an example of data of the use status management DB 203a according to the present embodiment.
  • the use status management DB 203a includes, for example, “user ID”, “cat ID”, “name”, “type”, “birth date”, “sex”, “body weight (weight) ", The number of times of urination”, “the amount of urination”, “body weight threshold (body weight threshold)", “the frequency of urination threshold”, “the amount of urination threshold” and the like data items.
  • User ID indicates a unique identifier numbered for each user.
  • Cat ID indicates a unique identifier numbered for each cat. Even one user (one family) is to cope with multi-headed cats.
  • Name indicates the cat's name. User registers arbitrarily.
  • Type indicates the type of cat.
  • Date of birth indicates the date of birth of the cat.
  • Gender indicates the sex of the cat.
  • Body weight (weight) indicates the cat's weight (weight) at the latest (most recent).
  • the “number of urinations” indicates the number of urinations (accumulated value) performed by the cat during a predetermined period.
  • Urinary void volume indicates the urine void volume (cumulative value) of the cat during a predetermined period.
  • the “body weight threshold” indicates a reference value for determining whether “body weight” is a normal value or a value with a possibility of abnormality. It is calculated in advance based on the past body weight actual value in a predetermined period.
  • the cat toilet 10 is trial run, and the weight of the cat is counted every day, taking a span of one week in a predetermined period, the average value in one week is calculated, and a predetermined weight loss is calculated from the calculated average value
  • the value obtained by subtracting minutes (equivalent to weight loss when renal failure is suspected) can be used as the “body weight threshold”.
  • the “body weight threshold value” may be calculated in advance based on past body weight actual values, or may be an input value input by the user based on, for example, the healthy weight of the cat.
  • “Urinary frequency threshold” indicates a reference value for determining whether the “frequency of urination” is a normal value or a value with a possibility of abnormality. It is calculated in advance based on the past urination frequency actual value in a predetermined period.
  • “Urinary void threshold” indicates a reference value for determining whether “Urinary void” is a normal value or a value with a possibility of abnormality. It is calculated in advance based on the past urination volume actual value in a predetermined period.
  • the cat litter box 10 is trial operated, and the number of urinations and the amount of urination of the cat are counted each time with a span of one week in a predetermined period, and the average value calculated for one day in one week is calculated Can be set as “the urination frequency threshold” and “the urination threshold”.
  • the frequency of urination and “the amount of urination” are cumulative values in a predetermined period, they are reset to 0 each time a predetermined period (for example, one day) elapses.
  • a predetermined period for example, one day
  • the above data items are just an example. Other data may be present as needed.
  • FIG. 11 is a view showing an example of the cat registration screen according to the present embodiment.
  • the user accesses the cat registration screen 1100 of the management server 20 using the portable terminal 30 or the like, inputs necessary information, and registers the domestic cat. In the case of multi-headed dogs, register for all cats.
  • the cat registration screen 1100 of the management server 20 for example, it is also possible to access from the cat registration screen 1100 of a dedicated application provided in advance by the management server 20.
  • the “user ID” 1101 is a field pre-registered as a user and indicating a user ID already logged in.
  • Cat ID 1102 is a field for inputting a unique identifier numbered for each cat. It may be input arbitrarily by the user or may be automatically numbered.
  • Name 1103 is a field where the user arbitrarily inputs a cat's name.
  • Type 1104 is a field for inputting the type of cat.
  • “Date of birth” 1105 is a field for entering the date of birth of the cat.
  • “Gender” 1106 is a field for entering a cat's gender.
  • Cat photo 1107 is a field for inputting a cat photo to be used for cat identification processing (cat recognition).
  • the user uses the camera of the portable terminal 30 to capture and input a cat image according to the guide line 1107a so that the face of the cat comes to the center, or uploads an existing cat image from the “image reference” 1107b.
  • cat images (rear view, standing posture, sitting posture, urination posture, etc.) of a plurality of parts may be input in addition to the face photograph.
  • the input cat image has a feature quantity extracted, and is stored in the cat DB 106 a in association with the feature quantity and the cat ID of the cat.
  • “Registration” 1108 is a registration button of the input registration information.
  • the input registration information is transmitted from the portable terminal 30 to the management server 20, and registered in the use status management DB 203a. Further, they are transferred from the management server 20 to the cat litter box 10.
  • the registration information may be transmitted from the portable terminal 30 to the cat litter 10 via short distance communication, Wifi (registered trademark) or the network 40, and may be transferred from the cat litter 10 to the management server 20.
  • the said registration information is an example to the last. Other information may be registered as needed.
  • FIG. 12 is a view showing an example of use of the cat litter box according to the present embodiment.
  • the cat litter box 10 detects this.
  • the cat litter box 10 identifies the cat in the toilet by image recognition, measures the weight of the cat, and uses it based on whether the cat actually performed urination.
  • the situation management DB 203a is updated.
  • the cat litter box 10 measures the cat's body weight and urinating amount, and transmits the measured body weight and urinating amount to the management server 20.
  • the management server 20 updates the "body weight” to the measured body weight on the use status management DB 203a, increments the "number of urinations" by one, and adds the measured urination amount to the "urination amount".
  • the cat litter box 10 measures the body weight of the cat, and transmits the measured body weight to the management server 20.
  • the management server 20 updates the "body weight" to the measured body weight on the use status management DB 203a.
  • the cat litter box 10 can measure and update the latest body weight even in the case of a so-called crawling action that does not involve the excretory action that is common to cats.
  • the cat toilet usage status management system 100 it is assumed that only the presence or absence of urination is determined from the viewpoint of early detection of cat renal failure, but needless to say, management of the cat toilet usage status As a system, it is also possible to judge only the presence or absence of the excrement act, to detect and count the "number of excrements" and "the amount of excrement", and to display these on the system.
  • FIG. 13 is a view showing an example of a management screen of the portable terminal according to the present embodiment.
  • the user can use the portable terminal 30 or the like to access the management screen 1300 for logging in from the management server 20 or the management screen 1300 of the dedicated application, and can view the toilet usage status of each registered domestic cat.
  • a column 1301 is a column for selecting the period unit of the toilet usage status to be browsed. There are today, a week, a month, etc. When a week or a month is selected in the column 1301, similar information is displayed as a weekly or monthly total value.
  • a column 1302 is a column indicating the toilet use status in the selected period unit. Specifically, based on the "body weight”, the “number of urinations", and the “volume of urination” of the use status management DB 203a, the "body weight for today”, the “number of urinations for today”, and the “volume of urination today” are displayed Be done.
  • a column 1303 is a column indicating the standard value of the toilet use condition at the normal time of the cat. Specifically, based on “the urination frequency threshold” and “the urination threshold” of the use status management DB 203a, they are displayed as “normal urination average frequency” and “normal urination average amount”, respectively.
  • a column 1304 is a “notification setting” button.
  • the alert information is notified to the portable terminal 30 of the user.
  • the user can perform various settings such as a notification method (notification on application, notification by e-mail, etc.), notification frequency, threshold change setting, and the like in “notification setting”. For example, in the case of the “average number of times of normal urination” three times, in the default setting, the “number of urination times” is notified four times, but it is also possible to change this to five times.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a notification screen of the portable terminal according to the present embodiment.
  • the notification screen 1400 shows a notification screen notified from the dedicated application.
  • alert information 1401 is notified to the portable terminal 30 of the user as toilet use information that calls attention.
  • the user's portable terminal 30 receives the “number of urinations” or “the amount of urination” as the toilet use information that calls attention.
  • alert information including usage information of the cat litter 10 is notified.
  • the symptoms of urological diseases are characterized by an increase in the number and frequency of urination and weight loss.
  • renal failure is suspected.
  • the urination frequency and void volume increase as a precursor symptom and weight loss are detected at one time in daily life, and even if the cat is diagnosed with renal failure, it is a relatively early stage (eg, It is possible to discover this at stage 2) of the IRIS stage classification.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the measurement process of the cat litter box according to the present embodiment.
  • the cat identification processing unit 102 determines whether or not the cat has entered the cat litter box 10. As the determination method, for example, when a cat is recognized in an image captured by the camera 18, it can be determined that the cat has entered the cat litter box 10. In addition to the determination by the cat identification processing unit 102, for example, even when the weight is detected by the weight sensor 19a for weight, it is possible to determine that the cat has entered the cat litter box 10.
  • the cat identification processing unit 102 identifies, based on a plurality of images captured by the camera 18, an identifier of one cat shown in the plurality of images (for example, Identify the cat ID).
  • an identifier of one cat shown in the plurality of images for example, Identify the cat ID.
  • the first measurement unit 103 measures the cat's body weight based on the sensing information from the weight sensor 19a for weight. As described above, since the load of the lower layer toilet container 12 and the upper layer toilet container 11 acts on the weight sensor 19a for weight, when the cat enters the cat toilet 10 (when it gets on the upper layer toilet container 11) The first measuring unit 103 can measure the body weight by detecting the weight before the cat enters the cat litter box 10 and the weight change after the weight enters the cat toilet 10.
  • the cat identification processing unit 102 determines whether the cat has left the cat litter box 10. The determination method may determine that the cat has entered the cat litter box 10, for example, when the cat is recognized in the image captured by the camera 18. If it is determined that the cat has left the cat litter box 10, the process proceeds to S5. If not, the process goes back to S4, and waits for the measurement of the urination volume until all urination of the cat is completed.
  • the second measurement unit 104 considers that all urination of the cat is completed at the timing when the cat leaves the cat litter box 10, and measures the amount of urination of the cat based on the sensing information from the urination weight sensor 19b. .
  • the second measuring unit 104 can measure the amount of urination by the urination weight sensor 19b detecting the weight of the urine collection tray 13 before urination and the weight change after urination by being received and absorbed.
  • the cat litter box 10 determines whether or not urination has occurred. In the determination method, for example, when the second measurement unit 104 measures the amount of urination of a cat> 0, it can be determined that urination has occurred.
  • the transmitting unit 105 transmits, to the management server 20, the amount of urination measured in S5, together with the user ID that the cat litter 10 holds in the memory 10b and the cat ID specified in S2.
  • the transmitting unit 105 transmits, to the management server 20, the body weight measured in S3 together with the user ID held by the cat litter 10 in the memory 10b and the cat ID specified in S2. In addition, when performing S7, you may collectively transmit the amount of urination and body weight in S8.
  • the transmission unit 105 transmits, to the management server 20, the registered information of the domestic cat by the registration unit 101, the body weight and the urination amount measured by the first measurement unit 103 and the second measurement unit 104.
  • the cat litter box 10 can be installed, for example, at an appropriate place in the home. As for the installation number, many owners of the company install multiple toilets, such as the toilet 10-1 for cats and the toilet 10-2 for cats, even if there are multiple domestic cats and, of course, even one household in recent years. .
  • FIG. 16 is a flowchart showing notification processing of the management server according to the present embodiment.
  • the management unit 201 determines whether or not use information has been received from the cat litter box 10 together with the user ID and the cat ID.
  • use information here is information which shows the use condition of the toilet 10 for cats, and, specifically, the body weight and the amount of urination which are transmitted from the toilet 10 for cats, or either one are said.
  • the management unit 201 executes an update process. Specifically, in the use status management DB 203a (FIG. 10), the "body weight" is updated to the received body weight in correspondence with the received user ID and cat ID, and the "voiding count” is incremented by 1, The amount of urination received is added (accumulated) to the amount of urination.
  • the notification unit 202 refers to the use status management DB 203a, and as a precursor symptom of suspected renal failure, if “the number of urinations” is larger than “the number of urination thresholds”, “the amount of urination” is more than “the amount threshold of urination” Also, it is determined whether or not at least one of the cases where “body weight” is smaller than “body weight threshold” is satisfied.
  • the notification unit 202 notifies the portable terminal 30 of the user of alert information to the effect that there is a possibility of a sign of renal failure to the domestic cat. This makes it possible to simultaneously detect and promptly notify the user of an increase in the number and frequency of urination as a precursor symptom of suspected renal failure and weight loss.
  • S25 The management unit 201 determines whether a predetermined time has elapsed.
  • the management unit 201 executes an update process (reset). As described above, the frequency and amount of urination are cumulative values in a predetermined period. Therefore, every time a predetermined period (for example, one day) elapses, the values of the frequency of urination and the amount of urination are all reset to 0 on the use status management DB 203a.
  • Cat identification process for cat litter In the case of a multi-headed cat, it is necessary to identify which cat among the multi-head cats in the cat litter box 10 are.
  • a general cat identification method there is, for example, a method of individually identifying a cat by attaching a collar carrying a RFID (radio frequency identifier) tag to the cat.
  • RFID radio frequency identifier
  • Step 1 when the first use of the cat litter box 10 is started, registration information of a domestic cat is received from the portable terminal 30 of the user. Specifically, as described above, the user accesses the cat registration screen 1100 of the management server 20 using the portable terminal 30 or the like, and inputs, for example, registration information such as a cat ID, a registered cat name, and a cat image. Above, registration of all domestic cats is performed (FIG. 11).
  • the cat identification processing unit 102 extracts each feature amount from the input cat image, associates the feature amount with the cat ID of the cat, and stores the feature amount in the cat DB 106 a. A number of feature quantities are further automatically extracted from cat image data captured and accumulated after the start of operation, and cat features are learned more deeply (Deep Learning Model).
  • a cat image is first captured by the camera 18.
  • a single cat image can not always capture a high accuracy front face image.
  • the camera 18 captures a plurality of cat images of a predetermined number or more. It should be noted that there is a possibility that similar and homogeneous cat images will be taken even if images are taken continuously, so by taking pictures of cat images at predetermined time intervals or at predetermined time intervals, there are various things such as multi-directional and multi-posture. Multiple cat images can be taken.
  • an appropriate cat image with a good degree of reflection for use in the cat identification process is selected.
  • selection criteria for example, calculating the amount of blurring or blurring of the subject to select a cat image with small blurring or blurring, or performing cat face detection processing to select a cat image in which a cat's face is detected.
  • a suitable cat image shall be selected not only one sheet but several sheets.
  • FIG. 17 is a view showing a neural network concept according to the present embodiment.
  • a soft max function is used as an activation function of the output layer.
  • the output numerical value is a probability that the input image belongs to each class.
  • the input image has a probability of 0.2 belonging to one class (ID: 1), a probability of 0.1 belonging to another class (ID: 2), and another class (ID: 3) If the probability of belonging is 0.7, it is determined that the input image belongs to the class of ID: 3 with the largest probability (hereinafter referred to as the degree of confirmation).
  • the cat ID of the cat belonging to the class with the highest degree of confirmation is the identification result.
  • FIG. 18 is a view for explaining a cat identification example 1 according to the present embodiment.
  • the cat images A to E are cat images selected by satisfying the selection criteria from the captured cat images.
  • each feature amount is extracted from the cat images AE.
  • the cat ID and the confirmation degree corresponding to the class to which each cat image can belong are acquired based on the matching degree with each feature amount of the cat image stored in the cat DB 106a.
  • the cat image A in the case of the cat image A, it is classified into the class of the cat ID: 01 or the cat ID: 02 based on the feature amount of the cat image A, and the certainty that it may belong to that class 99% and 1% are obtained for each cat ID, which is the degree of correctness.
  • the cat image A is either the cat identified by the cat ID: 01 or the cat identified by the cat ID: 02, and the probability that it is any cat is 99% and 1%, respectively. It is.
  • the cat ID and the degree of confirmation corresponding to the class to which each cat image can belong are obtained.
  • the final identification result is obtained by taking a majority decision on a plurality of cat images.
  • the final confirmation level for the cat “mozuku” of the cat ID: 01 identified as one cat shown in the cat images A to E is calculated.
  • the final confirmation level can be calculated based on the average value of the confirmation levels of the cat images A, C and E, for example, with the cat “mozuku” vote of the cat ID: 01.
  • the final confirmation level is, for example, the maximum value (99%) and minimum value (90%) of the confirmation levels of the cat images A, C and E of the cat "Mozuku" vote of the cat ID: 01. Or as a median (97%).
  • the cat image that gave out an identification result ID: 02 different from the cat ID: 01 that is the final identification result is correctly as a cat image of the cat ID: 01 It registers in cat DB106a and performs learning.
  • an image which is not good at identification a cat image which is misidentified as a cat ID: 2 even though it is a cat image of a cat ID: 1) can be correctly identified as a cat ID: 01 from the next .
  • the plurality of target cat images are a series of images taken by the camera 18 continuously shooting a cat that has entered the cat litter box 10, so it goes without saying that one cat (in this case, the cat ID Only the cat of 01 :) is taken, and photos of other cats (eg cat of cat ID: 02) are not mixed. That is, all the cat images A to E are images of cats with cat ID: 01.
  • FIG. 19 is a view for explaining a cat identification example 2 according to the present embodiment.
  • the cat “Mozuku” of cat ID: 01 has 2 votes
  • the cat “momo” of cat ID: 2 has 2 votes
  • the cat "tama” of cat ID: 03 is 1 out of all the 5 identification results. It is a vote. That is, the cat “mozuku” with the cat ID: 01 and the cat “momo” with the cat ID: 02 have the same number 2 votes, and it is not possible to identify one cat by majority decision.
  • the evaluation value can be calculated based on, for example, the average value of the degree of confirmation of the cat image on each vote side.
  • the final confirmation level for the cat “mozuku” of the cat ID: 01 identified as one cat shown in the cat images A to E is calculated.
  • the evaluation value may be, for example, one with the largest maximum value of confirmation, one with the highest minimum value, or one with the highest median value, in addition to the average value of the degree of confirmation. Also, if there is no difference in evaluation value, the one with the smaller cat ID value is identified as the final one cat, and the final degree of confirmation is set to 0.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining user confirmation of the identification result according to the present embodiment.
  • the identification result list screen 2000a shows a history list of identification results, for example, one representative cat image 2002 among a plurality of captured cat images, an identification date and time 2003 indicating the identified date and time, the name of the cat as an identification result 2004 is listed.
  • the discrimination result list screen 2000a when there is a discrimination result in which the confirmation degree (final confirmation degree) for the identification result is lower than a predetermined threshold (for example, 80% etc.) And an icon 2005 prompting user confirmation is displayed.
  • a predetermined threshold for example, 80% etc.
  • the screen changes to the user confirmation screen 2000b of the identification result.
  • the user confirmation screen 2000b of the identification result a cat image and the name of the cat as the identification result are confirmed and displayed, and if the cat name shown in the cat image is not correct, the user is correct for the user. Prompt selection input of name 2006 and correct (re-specify) incorrect identification result to correct identification result.
  • the cat's body weight and the amount of urination can be measured simultaneously and at the same time. That is, it is possible to easily measure information on the health status of the cat in daily activities of the cat.
  • the cat litter box 10 according to the present embodiment can be manufactured with relatively few parts and a simple structure, it can be provided at low cost. Furthermore, since the user can easily disassemble and assemble, it is easy to clean, and it is possible to keep the toilet clean for disease prevention.
  • the cat litter box 10 is a two-tiered fully automatic toilet.
  • the cleaning function is activated every time the stool is excreted, and the user can instruct the activation from the dedicated application at any timing.
  • the portable terminal 30 for users who can not use the portable terminal 30, for example, by providing a liquid crystal display and an operation key in the cat litter box 10, the cat registration and the use condition of the cat litter box are displayed instead of the portable terminal 30. In addition, it is also possible to notify with an alert sound when abnormal.
  • each functional unit of the management server 20 may be mounted on the cat litter 10 side.
  • the present invention is not limited to cats, and can be applied to, for example, other pets (dogs and the like).

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Abstract

猫用トイレに入った一匹の猫を精度よく特定する猫用トイレ等を提供する。本発明は、猫用トイレに入場した猫の画像を複数撮像するカメラと、カメラにより撮像された複数の画像に基づいて、複数の画像に写っている一の猫の識別子を特定する猫特定処理部とを有し、猫特定処理部は、複数の画像から特徴量を各々抽出し、特徴量に基づいて各々の画像毎に識別結果として一の猫の識別子を決定し、識別結果の多数決に基づいて、複数の画像に写っている一の猫の識別子を特定する。

Description

猫用トイレ使用状況管理システム及び猫用トイレ
　本発明は、猫用トイレ使用状況管理システム及び猫用トイレに関する。
　近年、家庭内でペットとして犬や猫を飼う飼い主が増えている。このため、匂い成分を除去する消臭機能や排泄物の自動清掃機能など、様々な機能を備えた家庭内用のペット用トイレ（又は猫用トイレ）も広く普及している。
　ここで、特に「猫」（ネコ）を飼う飼い主にとって頭の痛い問題の一つが猫の健康問題である。特に猫の場合、泌尿器の病気が多く、およそ半数近くが泌尿器系の病気を経験するというデータがある。
　泌尿器系の病気予防に関して、飼い主ができる重要なことは、１つにトイレを清潔に保つことである。猫はきれい好きな動物として知られており、トイレが汚いとストレスを抱えるため、飼い主は日々のトイレをチェックし、常に清潔に保つことが必要となってくる。
　また、猫における泌尿器系の病気の兆候・症状としては、排尿の回数や量が増加したり（後述の図１参照）、体重減少といった現象がある（非特許文献１参照）。このため、飼い主は飼い猫のトイレ回数を常に観察したり、定期的に体重測定を実施し、飼い猫に異常が見られた場合、すみやかに獣医師等の診察を受診することが望ましい。
　これに関する技術として、特許文献１記載には、ペットの排泄回数の増加を初期症状とする糖尿病又は膀胱炎等のペットの病気をユーザが早期に発見できるようにするペットの排泄ペット用排泄回数計数装置が記載されている。
　また、特許文献２には、動物の尿量を検出し表示部に表示させ、例えば尿量が多くなる慢性腎不全の早期発見を可能にする動物用トイレが記載されている。
　また、非特許文献１には、猫が慢性腎疾患と診断される前から体重減少がみられるという調査結果に関して記載されている。
特開２００９－１５３４０９号公報 国際公開第２０１７／１１０１６１号
L.M. Freeman、他３名、"Evaluation of Weight Loss Over Time in Cats with Chronic Kidney Disease"、［online］、2016 Sep-Oct、J Vet Intern Med、［平成２９年１２月２５日検索］、インターネット＜URL： https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5032880/ ＞
　一方、近年においてペットを多頭飼いする飼い主が増えている。特に猫の場合には、一飼い主あたり平均飼い猫が１．７８頭（匹）という統計データもある。猫の多頭飼いの場合、猫用トイレを用いて飼い猫それぞれの健康状態（例えば、体重量や排尿量）を管理するためには、猫用トイレに入った猫が多頭のうち何れの猫であるかを特定する必要がある。しかしながら、上記特許文献１、２記載の発明は、近年急増するペットの多頭飼いの場合には好適に対応することができない。
　一般的な猫特定方法として、例えば、ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）タグを搭載した首輪を猫に付けることで、猫を個体識別する方法がある。しかしながら、首輪を嫌がる猫もいるため、無理に首輪を付けるとそれが元となってストレス、ひいては病気を引き起こしてしまう場合がある。
　本発明は、上記の点に鑑み提案されたものであり、一つの側面では、猫用トイレに入った一匹の猫を精度よく特定する猫用トイレ等を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するため、本発明に係る猫用トイレ使用状況管理システムは、猫用トイレと、ユーザ端末と、管理サーバとを含み構成され、前記ユーザ端末に猫のトイレ使用に関する情報を通知する猫用トイレ使用状況管理システムであって、前記猫用トイレは、前記猫用トイレに入場した猫の画像を複数撮像するカメラと、前記カメラにより撮像された複数の画像に基づいて、該複数の画像に写っている一の猫の識別子を特定する猫特定処理部とを有し、前記猫特定処理部は、前記複数の画像から特徴量を各々抽出し、該特徴量に基づいて各々の画像毎に識別結果として一の猫トの識別子を決定し、該識別結果の多数決に基づいて、前記複数の画像に写っている一の猫の識別子を特定する。
　本発明の実施の形態によれば、猫の健康状態に関する情報を容易に計測可能な猫用トイレを提供することができる。また、特に泌尿器系の病気の疑いが生じた場合、これをすみやかに予見可能な猫用トイレを提供することができる。
本実施形態に係る腎不全のＩＲＩＳステージ分類を示す図である。 本実施形態に係る猫用トイレの全体外観を示す図である。 本実施形態に係る猫用トイレの全体部品構成例を示す図である。 本実施形態に係る猫用トイレのセンサープレートの部品構成例を示す図である。 本実施形態に係る猫用トイレの下層トイレ容器、尿回収トレイ及びセンサープレートの部品構成例を示す図である。 本実施形態に係る猫用トイレの上層トイレ容器、下層トイレ容器、尿回収トレイ及びセンサープレートの部品構成例を示す図である。 本実施形態に係る猫用トイレ使用状況管理システムの構成例を示す図である。 本実施形態に係る猫用トイレ及び管理サーバの制御系ハードウェア構成例を示す図である。 本実施形態に係る猫用トイレ及び管理サーバのソフトウェア構成例を示す図である。 本実施形態に係る使用状況管理ＤＢ２０３ａのデータ例を示す図である。 本実施形態に係る猫登録画面の一例を示す図である。 本実施形態に係る猫用トイレの使用例を示す図である。 本実施形態に係る携帯端末の管理画面の一例を示す図である。 本実施形態に係る携帯端末の通知画面の一例を示す図である。 本実施形態に係る猫用トイレの計測処理を示すフローチャート図である。 本実施形態に係る管理サーバの通知処理を示すフローチャート図である。 本実施形態に係るニューラルネットワーク概念を示す図である。 本実施形態に係る猫特定例１を説明する図である。 本実施形態に係る猫特定例２を説明する図である。 本実施形態に係る識別結果のユーザ確認を説明する図である。
　本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施形態においては、ペットの一例として猫の事例を挙げて詳しく説明する。
　＜背景＞
　上述した通り、猫は泌尿器の病気が非常に多く、およそ半数近くが泌尿器系の病気を経験すると言われている。特に猫の泌尿器系疾患の中でも最も怖いのが、腎不全である。現在、腎不全は猫の死因のトップとなっており、不治の病でもある。
　図１は、本実施形態に係る腎不全のＩＲＩＳステージ分類を示す図である（出典：国際獣医腎臓病研究グループ （the International Renal Interest Society）。図１のＩＲＩＳステージ分類によれば、腎不全の重症度は、血液中のクレアチニン濃度によって分類される。
　このような中、２０１７年、猫の腎不全治療薬「ラプロス」（登録商標）の販売が開始された。但しこの新薬は腎不全のステージ２及び３が適用対象であり、それ以外のステージでは効果がないといわれている。腎不全の重症度自体は、血液検査を実施すれば判定可能なものの、一般に猫の場合、犬などと比べても動物病院に行く機会が少ないため、腎不全を早期発見するのが困難である。ステージ４の段階になると「全身症状が強く出る」ため飼い主も異常を察知しやすいが、この段階で病院にいったとしても、このステージでの新薬効果はもはや期待できない。つまり、せっかくの新薬であっても使われにくいという現状がある。
　ここで、注目すべきはステージ２の症状で「多飲・多尿が見られる」ことから、飼い主は日ごろの暮らしの中で飼い猫に多飲・多尿の症状がないかどうか目を凝らす必要がある。また、猫が慢性腎疾患と診断される前から体重減少がみられるという調査もある（非特許文献１参照）。よって、飼い猫に少なくとも多飲・多尿及び／又は体重減少の症状が見られた場合、飼い主は飼い猫の腎不全を疑ってすみやかに獣医師等の診察を受診することが望まれる。血液検査により仮に腎不全との診断であっても、ステージ２、３の段階であれば新薬効果により、飼い猫が再び元気な姿になるまでの回復が期待できる。
　以上を踏まえ、本実施形態に係る猫用トイレ使用状況管理システムについて、以下詳しく説明する。
　＜システム構成＞
　（猫用トイレ）
　図２は、本実施形態に係る猫用トイレの全体外観を示す図である。図３は、本実施形態に係る猫用トイレの全体部品構成例を示す図である。同一部位については同一の符号を付してある。
　猫用トイレ１０は、猫用に開発された多層式全自動トイレである。多層式（例えば二層式）の場合、トイレの上層に上層トイレ容器１１を設け、上層トイレ容器１１の上にねこ砂（非図示）を被せる。トイレの下層には下層トイレ容器１２及び尿回収トレイ１３を設け、吸水・防臭効果のあるペット用シートＳ（市販品等）を、下層トイレ容器１２から引き出し可能な尿回収トレイ１３の上に敷く。猫が排泄した場合、排糞については上層トイレ容器１１のねこ砂で受け、排尿については上層トイレ容器１１の底に設けられた糞尿分離穴１４を通過して下層トイレ容器１２に収納された尿回収トレイ１３のペット用シートＳで受けて吸収する。
　また、全自動とは、ねこ砂で受けた排糞を糞回収トレイ１５へと自動回収する清掃機能を有するものである。即ち猫の排糞が検知された場合、側面の制御ボードＭに設けられている糞回収駆動部（糞回収機構）１６が駆動し、上層トイレ容器１１のサイドに設けられた糞回収櫛１７を物理的に糞回収トレイ１５へ向かって移動させることで、ねこ砂上の糞をかき集め、糞回収トレイ１５内に糞を自動回収・収納する。
　更に、本実施形態に係る猫用トイレ１０は、このようなトイレとしての本来機能（猫からすると排泄場所）に加え、カメラ１８やセンサープレート１９などを備えたＩｏＴデバイスという側面を持ち、猫用トイレの使用状況、特には上述の腎不全予見のために猫の体重や排尿状況を管理する機能を有している。この点詳細は再度後述する。
　なお、猫用トイレ１０は、例えば家庭内、動物病院、ペットホテル、動物保護施設など、猫用トイレ１０の使用が想定される施設において、適切な場所に設置されうる。また、設置台数については、飼い猫が複数飼いの場合は勿論、近年はたとえ一頭飼いの場合でも、猫用トイレ１０－１、猫用トイレ１０－２といったように、複数のトイレを設置する飼い主が多い。
　図４は、本実施形態に係る猫用トイレのセンサープレートの部品構成例を示す図である。
　センサープレート１９は、猫用トイレ１０の体重量及び排尿量の荷重を計測（計量）する計測器としての重量センサーが設けられており、猫用トイレ１０全体として最下層（底面）に設置されるプレートである。図に示されるようにセンサープレート１９の外側四隅には猫の体重を計測するための体重用重量センサー１９ａが各々１個づつの合計４個、内側四隅には猫の排尿量を計測するための排尿用重量センサー１９ｂが各々１個づつの合計４個が設けられている。
　図５は、本実施形態に係る猫用トイレの下層トイレ容器、尿回収トレイ及びセンサープレートの部品構成例を示す図である。図６は、本実施形態に係る猫用トイレの上層トイレ容器、下層トイレ容器、尿回収トレイ及びセンサープレートの部品構成例を示す図である。
　図中に示されるように、下層トイレ容器１２は、４か所の凹部１２ａと、容器を貫通した４か所の孔１２ｂを有している。センサープレート１９の上に下層トイレ容器１２が重ね合わされると、４か所ある孔１２ｂに凸状の排尿用重量センサー１９ｂがそれぞれ嵌合される。また、下層トイレ容器１２の裏面の凹部１２ａに、４個の凸状の体重用重量センサー１９ａがそれぞれ嵌合される。
　下層トイレ容器１２に尿回収トレイ１３が収容・設置されると、下層トイレ容器１２内において尿回収トレイ１３のみが４個の排尿用重量センサー１９ｂの上に接地する。即ち、排尿用重量センサー１９ｂには尿回収トレイ１３の荷重（重力）のみが作用するため、猫が排尿した場合、排尿用重量センサー１９ｂは、尿回収トレイ１３の排尿前の重量と排尿後の重量変化を検知することで、排尿量の計測が可能である。
　なお、凸状の排尿用重量センサー１９ｂにおける凸の高さについて、少なくとも下層トイレ容器１２の底プレート板の厚さ以上分は、体重用重量センサー１９ａよりも凸の高さが高くなっている。
　一方、下層トイレ容器１２及び上層トイレ容器１１は、下層トイレ容器１２の４か所の凹部１２ａを介して、４個の体重用重量センサー１９ａの上に接地する。即ち、体重用重量センサー１９ａには下層トイレ容器１２及び上層トイレ容器１１の荷重（尿回収トレイ１３の荷重（重力）は除く）が作用するため、猫が猫用トイレ１０に入った場合（上層トイレ容器１１の上に乗った場合）、体重用重量センサー１９ａは、猫が猫用トイレ１０に入る前の重量と入った後の重量変化を検知することで、体重量の計測が可能である。
　このように、本実施形態に係る猫用トイレ１０によれば、猫の体重量と排尿量とをそれぞれ且つ同時に計測することができる。即ち、猫の日常行為の中で、猫の健康状態に関する情報を容易に計測可能である。また、本実施形態に係る猫用トイレ１０は、比較的少ない部品且つ簡易な構造で製造できるため、低コストで提供できる。更にユーザ自らによる分解及び組み立てが容易なため、清掃がし易くトイレを清潔に保つことが可能である。猫はトイレが汚いとストレスを抱えるため、病気予防という観点からも有用である。
　なお、下層トイレ容器１２の４か所の凹部１２ａは、構造安定性の観点からあった方が望ましいものの必須ではない。即ち、下層トイレ容器１２及び上層トイレ容器１１は、上層トイレ容器１１の底面が直接４個の体重用重量センサー１９ａの上に接地しても、体重用重量センサー１９ａに下層トイレ容器１２及び上層トイレ容器１１の荷重が作用すればよい。
　また、図３においては、下層トイレ容器１２の有する凹部１２ａ及び孔１２ｂ、並びにセンサープレート１９に設けられた体重用重量センサー１９ａ及び排尿用重量センサー１９ｂは、図示を省略している。
　（ネットワーク構成）
　図７は、本実施形態に係る猫用トイレ使用状況管理システムの構成例を示す図である。図７の猫用トイレ使用状況管理システム１００は、猫用トイレ１０と、管理サーバ２０と、携帯端末３０とを含み、ネットワーク４０を介して接続されている。
　管理サーバ２０は、飼い猫による猫用トイレ１０の使用状況を管理する装置である。管理サーバ２０は、ネットワーク４０を介して猫用トイレ１０から猫用トイレ１０の使用情報を受信し、これを管理する。また、ユーザの携帯端末３０に猫用トイレ１０の使用情報を送信（通知）する。なお、管理サーバ２０は、猫用トイレ１０及び管理サーバ２０と通信可能なネットワーク４０上に配置されればよく、例えば、インターネット上のデータセンター等に設置されうる。
　携帯端末３０は、管理サーバ２０から受信した猫用トイレ１０の使用情報を閲覧するためのユーザ端末である。例えば、スマートフォンやタブレット端末が挙げられるが、その他ＰＣ（Personal Computer）などを含む各種の情報処理装置であればよい。
　ネットワーク４０は、有線、無線を含む通信ネットワークである。ネットワーク４０は、例えば、インターネット、公衆回線網、ＷｉＦｉ（登録商標）、近距離無線などを含む。
　＜ハードウェア構成＞
　図８は、本実施形態に係る猫用トイレ及び管理サーバの制御系ハードウェア構成例を示す図である。
　（猫用トイレ）
　猫用トイレ１０は、カメラ１８、体重用重量センサー１９ａ、排尿用重量センサー１９ｂ、ＣＰＵ１０ａ、メモリ１０ｂ、通信装置１０ｃ、及び照明１０ｄを有する。
　カメラ１８、体重用重量センサー１９ａ及び排尿用重量センサー１９ｂは、猫用トイレ１０に入った猫を検知・認識するなどして、猫による猫用トイレ１０の使用状況を検知するための検知デバイスである。
　ＣＰＵ１０ａは、上記各種の検知デバイス、照明１０ｄを制御するコントローラー・プロセッサである。また、後述する各種機能部を実行し実現する。メモリ１０ｂは、後述するユーザＩＤ、猫ＩＤ、登録した猫画像の特徴量などの各種情報を記憶する記憶装置である。通信装置１０ｃは、ネットワーク４０を介して管理サーバ２０との通信を行う。なお、ＣＰＵ１０ａ、メモリ１０ｂ及び通信装置１０ｃは、猫用トイレ１０の側面に取り付けられた制御ボードＭに内蔵されうる（図２）。
　照明１０ｄは、猫用トイレ１０の内外を照らすためのＬＥＤライトである。夜の時間帯など辺りが暗い場合、猫が猫用トイレ１０を認識しやすいようにする他、辺りが暗い場合にカメラ１８による撮影条件を向上させ、ひいては画像認識の精度を向上させる。ライト光に色を付けるなどして猫用トイレ１０の意匠性も高める。なお、照明１０ｄは図２において非図示であるが、制御ボードＭ又は上述の目的を奏するその他適切な位置に設けられればよい。
　（管理サーバ）
　管理サーバ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０ｃ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）２０ｄ、及び通信装置２０ｅを有する。
　ＣＰＵ２０ａは、各種プログラムの実行や演算処理を行う。ＲＯＭ２０ｂは、起動時に必要なプログラムなどが記憶されている。ＲＡＭ２０ｃは、ＣＰＵ２０ａでの処理を一時的に記憶したり、データを記憶したりする作業エリアである。ＨＤＤ２０ｄは、各種データ及びプログラムを格納する。通信装置２０ｅは、ネットワーク４０を介して他装置との通信を行う。
　＜ソフトウェア構成＞
　図９は、本実施形態に係る猫用トイレ及び管理サーバのソフトウェア構成例を示す図である。
　（猫用トイレ）
　猫用トイレ１０は、主な機能部として、登録部１０１、猫特定処理部１０２、第１計測部１０３、第２計測部１０４、送信部１０５、及び記憶部１０６を有する。
　登録部１０１は、猫用トイレ１０の初回使用開始時、飼い猫の登録情報をユーザの携帯端末３０から受け付ける。猫ＩＤ、登録猫の名前、写真画像（顔写真、全身写真等）などの登録情報は、管理サーバ２０に送信される。
　猫特定処理部１０２は、猫用トイレ１０に猫が入った場合、カメラ１８により撮像された複数の画像に基づいて、その複数の画像内に写っている一の猫の識別子（例えば、猫ＩＤ）を特定する。なお、多頭飼いではなく一頭飼いの場合は登録猫が一頭（一匹）のため猫用トイレ１０に入った猫を特定するまでもなく、猫特定処理部１０２の猫特定処理の実行は省略することが可能である。
　第１計測部１０３は、体重用重量センサー１９ａからのセンシング情報に基づいて猫の体重量（ｋｇ）を計測する。
　第２計測部１０４は、排尿用重量センサー１９ｂからのセンシング情報に基づいて猫の排尿量を計測する。なお、第２計測部１０４は、直接的には排尿重量（ｍｇ）を計測し、所定の係数を乗算することで排尿重量（ｍｇ）から排尿量（ｍｌ）へと変換できる。
　送信部１０５は、登録部１０１による飼い猫の登録情報、第１計測部１０３及び第２計測部１０４により計測された体重量及び排尿量等を、管理サーバ２０に送信する。
　記憶部１０６は、猫ＤＢ１０６ａを記憶する機能を有している。猫ＤＢ１０６ａは、猫用トイレ１０を使用する飼い猫の猫ＩＤ、猫画像、特徴量データ等を個々の猫ごとに記憶したデータベースである。猫ＤＢ１０６ａは後述する猫特定処理に用いられる。
　（管理サーバ）
　管理サーバ２０は、主な機能部として、管理部２０１、通知部２０２、及び記憶部２０３を有する。
　管理部２０１は、使用状況管理ＤＢ２０３ａを用いて、登録情報、猫の体重量、所定期間（例えば１日）における排尿回数、排尿量を管理する。また、猫用トイレ１０から登録情報、体重量、排尿量等を受信すると、使用状況管理ＤＢ２０３ａ上これら情報を反映させてリアルタイムに更新する。
　通知部２０２は、使用状況管理ＤＢ２０３ａを参照し、各猫の過去の実績値に基づいて予め算出された各々の閾値よりも、排尿回数又は排尿量の少なくとも何れかの方が大きい場合、若しくは体重量の方が小さい場合、ユーザの携帯端末３０にアラート情報を通知する。
　なお、閾値は、所定期間における過去の実績値に基づいて算出される。例えば、予め１週間というスパンをとって、その猫の１日における排尿回数及び排尿量の平均値を算出し、これを排尿回数及び排尿量の閾値とすることができる。つまり、閾値は排尿回数及び排尿量各々の通常時（普段の健康時）の値といえる。また、予め１週間というスパンをとって、猫の体重の平均値を算出し、算出した平均値から所定減量分（例えば０．３ｋｇや１０％）を減算した値を体重量の閾値とすることができる。このため、排尿回数及び排尿量が閾値を超えた場合、若しくは体重量が閾値を下回った場合、ユーザに注意を促すべく、飼い猫に腎不全の兆候可能性がある旨のアラート情報をユーザの携帯端末３０に通知する。
　記憶部２０３は、使用状況管理ＤＢ２０３ａを記憶する機能を有している。使用状況管理ＤＢ２０３ａは、猫用トイレ１０の使用情報・ステータスを猫ごとに記憶したデータベースである。
　なお、上記各機能部は、猫用トイレ１０又は管理サーバ２０を構成するコンピュータのハードウェア資源上で実行されるコンピュータプログラムによって実現されるものである。これらの機能部は、「手段」、「モジュール」、「ユニット」、又は「回路」に読替えてもよい。
　（管理ＤＢ）
　図１０は、本実施形態に係る使用状況管理ＤＢ２０３ａのデータ例を示す図である。図１０に示されるように、使用状況管理ＤＢ２０３ａは、例えば、「ユーザＩＤ」、「猫ＩＤ」、「名前」、「種類」、「生年月日」、「性別」、「体重量（体重）」、「排尿回数」、「排尿量」、「体重量閾値（体重閾値）」、「排尿回数閾値」、「排尿量閾値」などのデータ項目を有する。
　「ユーザＩＤ」は、ユーザ毎に付番される固有の識別子を示す。「猫ＩＤ」は、猫毎に付番される固有の識別子を示す。１ユーザ（１家庭）でも猫の多頭飼いに対応するためである。「名前」は、猫の名前を示す。ユーザが任意に登録する。「種類」は、猫の種類を示す。「生年月日」は、猫の生年月日を示す。「性別」は、猫の性別を示す。
　「体重量（体重）」は、最新（直近）における猫の体重量（体重）を示す。
　「排尿回数」は、所定期間における当該猫の行なった排尿回数（累積値）を示す。
　「排尿量」は、所定期間における当該猫の行なった排尿量（累積値）を示す。
　「体重量閾値」は、「体重量」が通常時の値であるか、又は異常の可能性がある値であるかを判定するための基準値を示す。所定期間における過去の体重量実績値に基づいて予め算出される。
　例えば、猫用トイレ１０を試運用し、所定期間に１週間というスパンをとって１日ごとに猫の体重量をカウントの上、１週間における平均値を算出し、算出した平均値から所定減量分（腎不全が疑われる場合の体重減量分相当）を減算した値を「体重量閾値」とすることができる。なお、「体重量閾値」は過去の体重量実績値に基づいて予め算出される他、例えば、当該猫の健康時体重等を元にユーザにより入力された入力値でもよい。
　「排尿回数閾値」は、「排尿回数」が通常時の値であるか、又は異常の可能性がある値であるかを判定するための基準値を示す。所定期間における過去の排尿回数実績値に基づいて予め算出される。
　「排尿量閾値」は、「排尿量」が通常時の値であるか、又は異常の可能性がある値であるかを判定するための基準値を示す。所定期間における過去の排尿量実績値に基づいて予め算出される。
　例えば、猫用トイレ１０を試運用し、所定期間に１週間というスパンをとって毎回猫の排尿回数及び排尿量をカウントの上、１週間における１日の平均値を算出し、算出した平均値を「排尿回数閾値」、「排尿量閾値」とすることができる。
　なお、「排尿回数」、「排尿量」は、所定期間における累積値であるため、所定期間（例えば１日）が経過する毎に、０にリセットされる。また、上記データ項目はあくまで一例である。必要に応じてその他のデータがあってもよい。
　＜猫登録画面＞
　図１１は、本実施形態に係る猫登録画面の一例を示す図である。はじめに、ユーザは携帯端末３０等を用いて、管理サーバ２０の猫登録画面１１００にアクセスし、必要情報を入力の上、飼い猫の登録を行なう。多頭飼いの場合には全ての猫分について登録を行なう。なお、管理サーバ２０の猫登録画面１１００のみならず、例えば、管理サーバ２０より予め提供される専用アプリの猫登録画面１１００からアクセスすることも可能である。
　「ユーザＩＤ」１１０１は、予めユーザ登録されており、既にログイン中のユーザＩＤを示す欄である。「猫ＩＤ」１１０２は、猫毎に付番される固有の識別子を入力する欄である。ユーザが任意に入力してもよいし、自動付番されてもよい。「名前」１１０３は、ユーザが任意に猫の名前を入力する欄である。「種類」１１０４は、猫の種類を入力する欄である。「生年月日」１１０５は、猫の生年月日を入力する欄である。「性別」１１０６は、猫の性別を入力する欄である。
　「猫写真」１１０７は、猫特定処理（猫認識）に用いられるための、猫の写真を入力する欄である。ユーザは携帯端末３０のカメラを用いて、猫の顔が中心に来るようにガイド線１１０７ａに合わせて猫画像を撮影入力するか、「画像参照」１１０７ｂから既存の猫画像をアップロードする。なお、精度向上のため、顔写真の他にも複数部位の猫画像（後姿、立ち姿、座姿勢、排尿姿勢等）を入力してもよい。入力された猫画像は、特徴量が抽出され、特徴量と当該猫の猫ＩＤと対応付けて猫ＤＢ１０６ａに保存される。
　「登録」１１０８は、入力された登録情報の登録ボタンである。ユーザにより「登録」１１０８が押下されると、入力された登録情報が携帯端末３０から管理サーバ２０へ送信され、使用状況管理ＤＢ２０３ａに登録される。更に管理サーバ２０から猫用トイレ１０へ転送される。なお、登録情報が携帯端末３０から近距離通信やＷｉｆｉ（登録商標）又はネットワーク４０を介して猫用トイレ１０へ送信され、猫用トイレ１０から管理サーバ２０へ転送される順序でもよい。
　また、上記登録情報はあくまで一例である。必要に応じてその他情報が登録されてもよい。
　＜使用例＞
　図１２は、本実施形態に係る猫用トイレの使用例を示す図である。登録済みの猫が猫用トイレ１０に入り排尿行為を行なうと、猫用トイレ１０はこれを検知する。
　より具体的に、猫用トイレ１０は、トイレに入った猫を画像認識で特定した上で、猫の体重量を計測すると共に、実際にその猫が排尿行為を行なったどうかに基づいて、使用状況管理ＤＢ２０３ａを更新する。
　・排尿を行なった場合：猫用トイレ１０は、猫の体重量及び排尿量を計測し、計測した体重量及び排尿量を管理サーバ２０に送信する。管理サーバ２０は、使用状況管理ＤＢ２０３ａ上、「体重量」を計測した体重量にアップデートし、「排尿回数」を１カウントアップし、「排尿量」に計測した排尿量を加算する。
　・何もしなかった（様子伺い）場合：この場合は、飼い猫が猫用トイレ１０に入ったものの、例えば猫の様子伺いのような行動が見られたにだけで、実際の排泄行為（排尿及び排糞行為）には至らなかったものである。この場合、猫用トイレ１０は、猫の体重量を計測し、計測した体重量を管理サーバ２０に送信する。管理サーバ２０は、使用状況管理ＤＢ２０３ａ上、「体重量」を計測した体重量にアップデートする。これにより猫用トイレ１０は猫によくありがちな排泄行為を伴わないいわゆる様子伺いの行為の場合であっても、最新の体重量を計測しアップデートできる。
　なお、本実施形態に係る猫用トイレ使用状況管理システム１００においては、猫の腎不全の早期発見という観点から排尿行為の有無のみを判定するものとしているが、言うまでもなく、猫用トイレ使用状況管理システムとして排糞行為の有無のみを判定し、「排糞回数」、「排糞量」を検知・カウントし、システム上ユーザにこれらを表示することも可能である。
　＜使用状況の管理画面＞
　図１３は、本実施形態に係る携帯端末の管理画面の一例を示す図である。ユーザは携帯端末３０等を用いて、管理サーバ２０からログインする管理画面１３００又は専用アプリの管理画面１３００にアクセスし、登録済みの飼い猫について各々のトイレ使用状況を閲覧できる。
　欄１３０１は、閲覧したいトイレ使用状況の期間単位を選択する欄である。本日、週、月などがある。欄１３０１で週や月が選択された場合には、同様の情報が週ごと、月ごとの集計値で表示される。
　欄１３０２は、選択された期間単位におけるトイレ使用状況を示す欄である。具体的には、使用状況管理ＤＢ２０３ａの「体重量」、「排尿回数」、「排尿量」に基づいて、それぞれ「本日の体重」、「本日の排尿回数」、「本日の排尿量」が表示される。
　欄１３０３は、当該猫の通常時におけるトイレ使用状況の基準値を示す欄である。具体的には、使用状況管理ＤＢ２０３ａの「排尿回数閾値」、「排尿量閾値」に基づいて、それぞれ「通常排尿平均回数」、「通常排尿平均量」として表示される。
　欄１３０４は、「通知設定」ボタンである。上述したように、所定期間中（例えば１日）、「排尿回数」又は「排尿量」が登録猫ごとの閾値「通常排尿平均回数」、「通常排尿平均量」よりも大きい場合、若しくは「体重量」が登録猫ごとの閾値「体重量閾値」よりも小さい場合、ユーザの携帯端末３０にアラート情報を通知する。ユーザは「通知設定」において、通知方法（アプリ上で通知、メールで通知等）、通知頻度、閾値変更設定など、各種の設定を行うことができる。例えば、「通常排尿平均回数」３回の場合、デフォルト設定では「排尿回数」４回で通知するが、これを５回に変更設定することも可能である。
　図１４は、本実施形態に係る携帯端末の通知画面の一例を示す図である。通知画面１４００は、専用アプリから通知される通知画面を示す。
　「体重量」が登録猫ごとの閾値「体重量閾値」よりも小さい場合、ユーザの携帯端末３０には、注意を喚起させるトイレ使用情報としてアラート情報１４０１が通知される。
　また、所定期間中（例えば１日）、「排尿回数」又は「排尿量」が、登録猫ごとの閾値「通常排尿平均回数」、「通常排尿平均量」よりも大きい場合、ユーザの携帯端末３０には、注意を喚起させるトイレ使用情報としてアラート情報１４０２が通知される。これにより、ユーザは飼い猫に通常時（普段時）よりも多い排尿回数及び排尿量が見られた場合、猫用トイレ１０の使用情報を含むアラート情報が通知される。
　アラート情報は、例えば「体重が大きく減っています。」、「本日の排尿回数が、３回を超えました。」、「猫の健康状態に注意し、すみやかに獣医師の診断を受けて下さい。」とのメッセージにより獣医師による診察を促すことができる。また例えば、「もずく君に腎不全の疑いがありますので、獣医師の診断を受けて下さい。」といったように、更に具体的に腎不全の疑いがある旨の注意を促すこともできる。
　上述した通り、猫の場合には泌尿器系の病気の症状として、排尿回数及び排尿量の増加並びに体重減少という特徴があるところ、本実施形態に係る猫用トイレ１０によれば、腎不全が疑われる前兆症状としての排尿回数及び排尿量の増加並びに体重減少を、日々の暮らしの中で一度に検知し、仮に飼い猫が腎不全との診断であった場合でも比較的早期の段階（例えば、ＩＲＩＳステージ分類のステージ２）でこれを発見することが可能となる。
　即ち、排尿回数及び排尿量の増加並びに体重減少を検知した場合、ユーザは腎不全を疑って、一早く飼い猫に獣医師等の診察を受診させる。血液検査により腎不全との診断であっても、ステージ２、３の段階であれば、上述の新薬効果により飼い猫が再び元気な姿にまで回復することが可能である。
　＜情報処理＞
　本実施形態に係る猫用トイレ使用状況管理システム１００の情報処理について説明する。
　（猫用トイレの計測処理）
　図１５は、本実施形態に係る猫用トイレの計測処理を示すフローチャート図である。
　Ｓ１：猫特定処理部１０２は、猫が猫用トイレ１０に入場したか否かを判定する。判定方法としては、例えば、カメラ１８が撮像した画像内に猫が認識された場合などに、猫が猫用トイレ１０に入場したと判定することができる。なお、猫特定処理部１０２が判定する他、例えば、体重用重量センサー１９ａにより重量が検知された場合等にも、猫が猫用トイレ１０に入場したと判定することが可能である。
　Ｓ２：猫特定処理部１０２は、猫用トイレ１０に猫が入った場合、カメラ１８により撮像された複数の画像に基づいて、その複数の画像内に写っている一の猫の識別子（例えば、猫ＩＤ）を特定する。猫用トイレ１０の使用状況を管理するにあたって、複数の飼い猫のうち入場した猫の猫ＩＤを特定することで、多頭飼いに対応することが可能である。猫特定処理については詳しく後述する。
　Ｓ３：第１計測部１０３は、体重用重量センサー１９ａからのセンシング情報に基づいて猫の体重量を計測する。上述したように、体重用重量センサー１９ａには下層トイレ容器１２及び上層トイレ容器１１の荷重が作用するため、猫が猫用トイレ１０に入った場合（上層トイレ容器１１の上に乗った場合）、猫が猫用トイレ１０に入る前の重量と入った後の重量変化を体重用重量センサー１９ａが検知することで、第１計測部１０３は体重量の計測を行なうことができる。
　Ｓ４：猫特定処理部１０２は、猫が猫用トイレ１０から退場したか否かを判定する。判定方法は、カメラ１８が撮像した画像内に猫が認識された場合などに、猫が猫用トイレ１０に入場したと判定しうる。猫が猫用トイレ１０から退場したと判定した場合、Ｓ５へ進む。退場しない場合、再びＳ４へ進み、猫の排尿が全て完了するまで排尿量の計測を待機する。
　Ｓ５：第２計測部１０４は、猫が猫用トイレ１０から退場したタイミングをもって猫の排尿が全て完了したものとみなし、排尿用重量センサー１９ｂからのセンシング情報に基づいて猫の排尿量を計測する。上述したように、排尿用重量センサー１９ｂには尿回収トレイ１３の荷重のみが作用するため、猫が排尿した場合、排尿は糞尿分離穴１４を通過し尿回収トレイ１３に敷かれたペット用シートで受けて吸収され、尿回収トレイ１３の排尿前の重量と排尿後の重量変化を排尿用重量センサー１９ｂが検知することで、第２計測部１０４は排尿量の計測を行なうことができる。
　Ｓ６：猫用トイレ１０は、排尿があったか否かを判定する。判定方法は、例えば、第２計測部１０４により猫の排尿量＞０が計測された場合、排尿があったと判定できる。
　Ｓ７：送信部１０５は、猫用トイレ１０がメモリ１０ｂで保持しているユーザＩＤ及びＳ２で特定した猫ＩＤと共に、Ｓ５で計測された排尿量を、管理サーバ２０に送信する。
　Ｓ８：送信部１０５は、猫用トイレ１０がメモリ１０ｂで保持しているユーザＩＤ及びＳ２で特定した猫ＩＤと共に、Ｓ３で計測された体重量を、管理サーバ２０に送信する。なお、Ｓ７を実行する場合には、Ｓ８において、排尿量及び体重量をまとめて送信してもよい。
　送信部１０５は、登録部１０１による飼い猫の登録情報、第１計測部１０３及び第２計測部１０４により計測された体重量及び排尿量等を、管理サーバ２０に送信する。
　なお、猫用トイレ１０－１、猫用トイレ１０－２といったように、２台以上のトイレが設置されている場合でも、各々の猫用トイレで本計測処理を実行する。このため、同一の猫が猫用トイレ１０－１で１回排尿し、次いで猫用トイレ１０－２で１回排尿した場合、各々の猫用トイレが個々に本計測処理を実行するため、管理サーバ２０上において集計上排尿量が合算されて、同一の猫の排尿量を正確にカウントすることが可能である。
　猫用トイレ１０は、例えば家庭内の適切な場所に設置されうる。設置台数については、飼い猫が複数飼いの場合は勿論、近年はたとえ一頭飼いの場合でも、猫用トイレ１０－１、猫用トイレ１０－２といったように、複数のトイレを設置する飼い主が多い。
　（管理サーバの通知処理）
　図１６は、本実施形態に係る管理サーバの通知処理を示すフローチャート図である。
　Ｓ２１：管理部２０１は、猫用トイレ１０からユーザＩＤ及び猫ＩＤと共に使用情報を受信したか否かを判定する。なお、ここでいう使用情報とは、猫用トイレ１０の使用状況を示す情報で、具体的には、猫用トイレ１０から送信される体重量及び排尿量、又は何れか片方をいう。
　Ｓ２２：管理部２０１は、更新処理を実行する。具体的に、使用状況管理ＤＢ２０３ａ（図１０）において、受信したユーザＩＤ及び猫ＩＤと対応させて、「体重量」を受信した体重量にアップデートし、「排尿回数」を１カウントアップし、「排尿量」に受信した排尿量を加算（累積）する。
　Ｓ２３：通知部２０２は、使用状況管理ＤＢ２０３ａを参照し、腎不全が疑われる前兆症状として、「排尿回数」が「排尿回数閾値」よりも大きい場合、「排尿量」が「排尿量閾値」よりも大きい場合、又は「体重量」が「体重量閾値」よりも小さい場合の、少なくとも何れかを満たすか否かを判定する。
　Ｓ２４：通知部２０２は、ユーザの携帯端末３０に飼い猫に腎不全の兆候可能性がある旨のアラート情報を通知する。これにより、腎不全が疑われる前兆症状としての排尿回数及び排尿量の増加並びに体重減少を、一度に検知しこれを迅速にユーザ通知できる。
　Ｓ２５：管理部２０１は、所定時間が経過したか否かを判定する。
　Ｓ２６：管理部２０１は、更新処理（リセット）を実行する。上述したように、排尿回数及び排尿量は、所定期間における累積値である。このため、所定期間（例えば１日）が経過する毎に、使用状況管理ＤＢ２０３ａ上、排尿回数及び排尿量の値を全て０にリセットする。
　（猫用トイレの猫特定処理）
　猫は多頭飼いの場合、猫用トイレ１０に入った猫が多頭のうち何れの猫であるかを特定する必要がある。一般的な猫特定方法として、例えば、ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）タグを搭載した首輪を猫に付けることで、猫を個体識別する方法がある。しかしながら、首輪を嫌がる猫もいるため、無理に首輪を付けるとそれが元となってストレス、ひいては病気を引き起こしてしまう場合がある。
　このため、本実施形態に係る猫特定処理においては、猫用トイレ１０に猫が入った場合、以下のようなカメラ１８の猫画像から猫を個体識別することで、飼い猫にストレスを与えることなく、猫用トイレ１０に入った一匹の猫を精度よく特定するものである。以下、本実施形態に係る猫特定処理について詳しく説明する。
　・準備工程
　まず猫用トイレ１０の初回使用開始時、飼い猫の登録情報をユーザの携帯端末３０から受け付ける。具体的には上述したように、ユーザは携帯端末３０等を用いて、管理サーバ２０の猫登録画面１１００にアクセスし、例えば、猫ＩＤ、登録猫の名前、猫画像などの登録情報を入力の上、全飼い猫の登録を行なう（図１１）。猫特定処理部１０２は、入力された猫画像から各々の特徴量を抽出し、特徴量と当該猫の猫ＩＤと対応付けて猫ＤＢ１０６ａに保存する。なお、運用開始後に撮像されて蓄積された猫画像データからは一層数々の特徴量が自動的に抽出され、猫の特徴がより深く学習される（ディープラーニングモデル）。
　・猫特定処理工程
　猫用トイレの猫特定処理（図１５のＳ２）について説明する。
　猫用トイレ１０に猫が入場した場合、まずカメラ１８により猫画像が撮像される。猫画像は１枚で常に精度の高い正面顔画像が撮像できるとは限らない。このため、カメラ１８は所定枚数以上の複数の猫画像を撮像する。なお、連続して撮像しても同様・同質な猫画像が撮影される可能性もあるため、所定時間以上や所定時間間隔毎に猫画像を撮影することで、多方向や多姿勢といった多様な複数の猫画像を撮像することができる。
　次に、撮像された多枚数の猫画像の中から、猫特定処理に用いるための写り具合のよい適切な猫画像を選択する。選択基準としては、例えば、被写体のブレやボケ量を算出してブレやボケの小さい猫画像を選択したり、猫の顔検出処理を行って猫の顔が検出された猫画像を選択することができる。なお、適切な猫画像は一枚のみではなく複数枚が選択されるものとする。
　次に一旦ここで、撮影された複数の猫画像を用いて猫特定処理を実行する前に、確証度について説明する。
　図１７は、本実施形態に係るニューラルネットワーク概念を示す図である。一般的に分類問題をニューラルネットワークで解く場合、出力層の活性化関数としてソフトマックス関数が用いられる。これにより、出力される数値を、入力した画像が各クラスに属する確率として扱うことができる。例えば、入力された画像が、あるクラス（ＩＤ：１）に属する確率が０．２、別のあるクラス（ＩＤ：２）に属する確率が０．１、別のあるクラス（ＩＤ：３）に属する確率が０．７である場合、当該入力画像は確率（以下、確証度という）が最も大きいＩＤ：３のクラスに属するものと判定される。
　本実施形態においても、入力された猫画像に対して、確証度が最も大きいクラスに属する猫の猫ＩＤを識別結果とする。しかしながら、上記選択された複数の猫画像に対してそれぞれの確証度を取得したときに、猫画像によっては相異なる猫に最も大きい確証度となって一の猫を特定しがたい場合がある。猫は動物ゆえ撮影姿勢が安定せず、常に高品質の猫画像が撮像できるとは限らないからである。よってこの場合、本実施形態においては識別結果の多数決を用いて、最終的に一の猫を特定するようにする。以下具体例を挙げて説明する。
　図１８は、本実施形態に係る猫特定例１を説明する図である。猫画像Ａ～Ｅは、撮像された猫画像の中から選択基準を満たして選択された猫画像である。
　まず猫画像Ａ－Ｅから各々の特徴量が抽出される。特徴量が抽出されると、猫ＤＢ１０６ａに保存された猫画像の各々の特徴量との一致度合いに基づいて、各々の猫画像が属しうるクラスに対応する猫ＩＤ及び確証度が取得される。
　図１８に示されるように、猫画像Ａの場合、猫画像Ａの特徴量に基づいて猫ＩＤ：０１又は猫ＩＤ：０２のクラスに分類されており、更にそのクラスに所属しうる確からしさ（正誤度合い）である確証度がそれぞれの猫ＩＤ毎に９９％、１％が取得されている。これは即ち猫画像Ａは猫ＩＤ：０１で特定される猫又は猫ＩＤ：０２で特定される猫の何れかであって、何れかの猫である確からしさはそれぞれ９９％、１％ということである。また猫画像Ｂ－Ｅについても同様に、各々の猫画像が属しうるクラスに対応する猫ＩＤ及び確証度が取得されている。
　猫画像Ａ、Ｃ、Ｅからは、確証度が最も高い猫ＩＤ：０１の猫「もずく」の画像との識別結果となる。一方、猫画像Ｂ、Ｄからは、確証度が最も高い猫ＩＤ：０２の猫「モモ」の画像との識別結果となる。これは、同一猫の画像であるはずの猫画像Ａ－Ｅにも関わらず、異なる猫であるとの識別結果が出ていることを意味するものである。
　次に、猫画像毎の識別結果に対して多数決を採って、最終的に一の猫を特定する。ここでは識別結果全５票のうち、猫ＩＤ：０１の猫「もずく」が猫画像Ａ、Ｃ、Ｅの３票、猫ＩＤ：０２の猫「モモ」が猫画像Ｂ、Ｄの２票であるので、最終的に猫ＩＤ：０１の猫「もずく」を、今回の猫画像Ａ－Ｅに映っている一の猫として特定する。これにより、猫トイレ１０に入場した猫を精度よく特定できる。
　特に個体識別システムの運用開始間もない場合において、猫の個体識別を誤っているにも関わらず確証度が高くなる画像がある。また、運用期間が長い場合であっても、猫は撮影姿勢が安定しないことから例えば猫画像に写る猫の顔の角度や影、その他様々な条件によって、同様に個体識別を誤っているにも関わらず確証度が高くなる可能性がある。よって、単純に確証度が最も高い一の猫画像の識別結果を採用しても精度向上にはならないため、本実施形態においては、複数の猫画像において多数決を取ることで、最終的な識別結果の精度向上を図っている。多数決ゆえ、仮にほんの一枚～少数枚程度の猫画像が猫の個体識別を誤っているにも関わらず確証度が高い識別結果となっても、それ以上にその他多数の猫画像が猫の個体識別を誤っていなければ、正しい識別結果を得ることが可能である。
　また、猫画像Ａ－Ｅに映っている一の猫として特定した猫ＩＤ：０１の猫「もずく」に対する最終的な確証度を算出しておく。最終的な確証度は、例えば猫ＩＤ：０１の猫「もずく」票を入れた猫画像Ａ、Ｃ、Ｅの確証度の平均値に基づいて算出することができる。具体的に、猫ＩＤ：０１の猫「もずく」に対する最終的な確証度は、平均値（９９＋９７＋９０）／３＝９５．３％である。
　なお、最終的な確証度は平均値の他、例えば、猫ＩＤ：０１の猫「もずく」票の猫画像Ａ、Ｃ、Ｅの確証度の最大値（９９％）、最小値（９０％）、又は中央値（９７％）などとしてもよい。
　また、次回以降の識別結果の精度向上に役立てるため、最終的な識別結果である猫ＩＤ：０１とは異なる識別結果ＩＤ：０２を出した猫画像を、正しくは猫ＩＤ：０１の猫画像として猫ＤＢ１０６ａに登録し学習を行う。これにより、識別が苦手な画像（本当は猫ＩＤ:１の猫画像であるのに猫ＩＤ：２と誤識別してしまった猫画像）を次からは正しく猫ＩＤ：０１と識別できるようになる。なお言うまでもなく、対象となっている複数の猫画像は猫用トイレ１０に入場してきた猫をカメラ１８が連写して撮像した一連の画像であるので、当然に一の猫（この場合、猫ＩＤ：０１の猫）のみが写っており、他の猫（例えば猫ＩＤ：０２の猫）の写真が混ざっていることはない。つまり、猫画像Ａ－Ｅは全て猫ＩＤ：０１の猫が写ったものである。
　図１９は、本実施形態に係る猫特定例２を説明する図である。図１９の場合、識別結果全５票のうち、猫ＩＤ：０１の猫「もずく」が２票、猫ＩＤ：０２の猫「モモ」が２票、猫ＩＤ：０３の猫「タマ」が１票である。即ち猫ＩＤ：０１の猫「もずく」と猫ＩＤ：０２の猫「モモ」が同数２票であり、多数決によって一の猫を特定できない。
　このように識別結果の多数決のみで一の猫を特定できない場合、評価値に基づいて最終的に一の猫を特定する。評価値は、例えば各票側の猫画像の確証度の平均値に基づいて算出することができる。具体的に、猫ＩＤ：０１の猫「もずく」票側の評価値は、確証度の平均値（９５＋９３）／２＝９４％である。猫ＩＤ：０２の猫「モモ」票側の評価値は、確証度の平均値（８０＋９０）／２＝８５％である。よって最終的に評価値の最も高い猫ＩＤ：０１の猫「もずく」の方を、今回の猫画像Ａ－Ｅに映っている一の猫として特定する。
　また、猫画像Ａ－Ｅに映っている一の猫として特定した猫ＩＤ：０１の猫「もずく」に対する最終的な確証度を算出しておく。具体的に、一の猫として特定した猫ＩＤ：０１の猫「もずく」に対する最終的な確証度は、平均値（９５＋９３）／２＝９４％である。
　なお、評価値は確証度の平均値の他、例えば、確証度の最大値が最も大きい方、最小値が最も大きい方、又は中央値が最も大きい方などとしてもよい。また、評価値に差がない場合、猫ＩＤ値が小さい方を最終的な一の猫と特定し、最終的な確証度を０とする。
　図２０は、本実施形態に係る識別結果のユーザ確認を説明する図である。識別結果一覧画面２０００ａは、識別結果の履歴一覧を示し、例えば、撮像された複数の猫画像のうち一の代表猫画像２００２、識別された日時を示す識別日時２００３、識別結果としての猫の名前２００４が一覧表示される。
　ここで、猫ＤＢ１０６ａにおいて正しくない識別結果が学習されてしまうと、識別精度の悪化を招くことになる。これを防ぐため理想的には毎回ユーザが識別結果の正誤を全て確認できればよいが手間がかかる。よって本実施形態に係る識別結果一覧画面２０００ａにおいては、識別結果に対する確証度（最終的な確証度）が所定閾値（例えば８０％等）よりも低い識別結果が存在する場合、当該識別結果に対してユーザ確認を促すアイコン２００５を付して表示する。
　ユーザがアイコン２００５をタップ等の操作を行うと、識別結果のユーザ確認画面２０００ｂに画面遷移する。識別結果のユーザ確認画面２０００ｂは、猫画像と、識別結果としての猫の名前とが確認表示されており、当該猫画像に写っている猫の名前が正しくない場合には、ユーザに対して正しい名前２００６の選択入力を促し、誤りであった識別結果を正しい識別結果へと訂正（再特定）させる。
　これにより、ユーザ自らの判断によって猫画像と猫ＩＤの正しい組み合わせを得て、猫ＤＢ１０６ａにおいて正しい識別結果が学習されることで、猫画像の識別結果をより向上させることが可能である。
　＜総括＞
　以上のように、本実施形態に係る猫用トイレ使用状況管理システム１００において、猫の体重量と排尿量とをそれぞれ且つ同時に計測することができる。即ち、猫の日常行為の中で、猫の健康状態に関する情報を容易に計測可能である。
　また、本実施形態に係る猫用トイレ１０は、比較的少ない部品且つ簡易な構造で製造できるため、低コストで提供できる。更にユーザ自らによる分解及び組み立てが容易なため清掃がし易く、病気予防のためトイレを清潔に保つことが可能である。
　また、飼い猫に通常時（普段時）よりも多い排尿回数又は排尿量が見られた場合、若しくは体重減少が見られた場合、アラート情報をユーザに通知する。これにより、ユーザ（飼い主）は、飼い猫の腎不全が疑われる多尿症状や体重減少を比較的早期の段階で発見することができ、診察により腎不全との診断であっても、新薬効果により飼い猫が再び元気な姿にまで回復することが期待できる。
　また、猫の多頭飼いの場合、猫用トイレを用いて飼い猫それぞれの健康状態を管理するため、猫用トイレ１０に入った一匹の猫を精度よく特定することができる。
　なお、本発明の好適な実施の形態により、特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。
　例えば、猫用トイレ１０は、二層式全自動トイレである。清掃機能は、排糞のたびに作動する他、専用アプリからユーザが任意のタイミングで作動指示が可能である。また、専用アプリからカメラを介して猫用トイレ内部の様子を見ることが可能である。
　また、携帯端末３０が利用できないようなユーザ向けとして、例えば猫用トイレ１０に液晶ディスプレイ及び操作キー等を設けることで、携帯端末３０に代えて、猫登録や猫用トイレの使用状況を表示させたり、異常時はアラート音付きで通知することも可能である。
　また、設置環境によっては猫用トイレ１０と管理サーバ２０とを接続するためのインターネット環境がないなど、管理サーバ２０を利用できない場合、猫用トイレ１０を単独で使用することも可能である。この場合、管理サーバ２０の有する各機能部を猫用トイレ１０側に搭載すればよい。
　また、本発明は猫のみに限られず、例えばその他のペット（犬等）にも適用することができる。
　１０　　猫用トイレ
　２０　　管理サーバ
　３０　　携帯端末
　４０　　ネットワーク
　１００　猫用トイレ使用状況管理システム
　１０１　登録部
　１０２　猫特定処理部
　１０３　第１計測部
　１０４　第２計測部
　１０５　通知部
　１０６　記憶部
　２０１　管理部
　２０２　通知部
　２０３　記憶部

Claims (3)

  1. 　複数の猫により使用される猫用トイレと、ユーザ端末と、管理サーバとを含み構成され、前記ユーザ端末に猫のトイレ使用に関する情報を通知する猫用トイレ使用状況管理システムであって、
    　前記猫用トイレは、
    　前記猫用トイレに入場した猫の画像を、所定時間間隔毎に複数枚撮像するカメラと、
    　前記カメラにより撮像された複数枚の画像に基づいて、該複数枚の画像に写っている同一猫の識別子を特定する猫特定処理部とを有し、
    　前記猫特定処理部は、
    　前記複数枚の画像から特徴量を各々抽出し、該特徴量に基づいて各々の画像毎に一の猫の識別子の確からしさを示す確証度を各々取得し、取得した該確証度に基づいて各々の画像毎に識別結果として一の猫の識別子を決定し、該識別結果の多数決に基づいて、前記複数枚の画像に写っている同一猫の識別子を特定し、
    　前記確証度が所定閾値よりも小さい場合、前記複数枚の画像のうち少なくとも一枚の画像と、特定した前記同一猫の識別子とを表示し、
    　前記複数の猫の飼い主によりユーザ端末から特定した前記同一猫の識別子とは異なる一の猫の識別子が入力されたとき、入力された該一の猫の識別子を、前記複数枚の画像に写っている同一猫の識別子として再特定し、
    　前記ユーザ端末は、
    　前記確証度が所定閾値よりも小さい場合には、前記複数枚の画像のうち少なくとも一枚の画像と、特定した前記同一猫の識別子とを、ユーザ確認を促すアイコンを付して表示すること、
    　を特徴とする猫用トイレ使用状況管理システム。
  2. 　前記猫特定処理部は、
    　前記識別結果の多数決に基づいて、前記複数枚の画像に写っている同一猫の識別子を特定できない場合、前記確証度を各々取得し、
    　前記多数決において最多数となった猫の識別子のうち、最も前記確証度が大きい一の猫の識別子を、前記複数枚の画像に写っている同一猫の識別子と特定すること、
    　を特徴とする請求項１に記載の猫用トイレ使用状況管理システム。
  3. 　複数の猫により使用され、ユーザ端末に猫のトイレ使用に関する情報を通知する猫用トイレであって、
    　前記猫用トイレに入場した猫の画像を、所定時間間隔毎に複数枚撮像するカメラと、
    　前記カメラにより撮像された複数枚の画像に基づいて、該複数枚の画像に写っている同一猫の識別子を特定する猫特定処理部とを有し、
    　前記猫特定処理部は、
    　前記複数枚の画像から特徴量を各々抽出し、該特徴量に基づいて各々の画像毎に一の猫の識別子の確からしさを示す確証度を各々取得し、取得した該確証度に基づいて各々の画像毎に識別結果として一の猫の識別子を決定し、該識別結果の多数決に基づいて、前記複数枚の画像に写っている同一猫の識別子を特定し、
    　前記確証度が所定閾値よりも小さい場合、前記複数枚の画像のうち少なくとも一枚の画像と、特定した前記同一猫の識別子とを表示し、
    　前記複数の猫の飼い主によりユーザ端末から特定した前記同一猫の識別子とは異なる一の猫の識別子が入力されたとき、入力された該一の猫の識別子を、前記複数枚の画像に写っている同一猫の識別子として再特定し、
    　前記ユーザ端末は、
    　前記確証度が所定閾値よりも小さい場合には、前記複数枚の画像のうち少なくとも一枚の画像と、特定した前記同一猫の識別子とを、ユーザ確認を促すアイコンを付して表示すること、
    　を特徴とする猫用トイレ。
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