JP6644311B2 - 家畜の体調監視装置、情報処理装置、家畜の体調監視方法及び家畜の体調監視プログラム - Google Patents
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Description
上記の構成により、家畜の体調を安定して自動的且つ経時的に監視することができる。
前記温度検出処理部は、前記画像選別処理部により選別された前記熱画像に対して、前期熱画像間の加算処理を行うことを特徴とする。
前記温度検出処理部は、前記赤外線サーモグラフィーによる各熱画像の中の一定範囲内の画素の中から、最高温度を示す画素の温度を抽出する処理を行うことを特徴とする。
さらに、前記体調管理温度を、環境温度に基づいて補正する処理を行う第1の補正処理部を有することを特徴とする。
さらに、前記体調判定基準温度を、環境温度に基づいて補正する処理を行う第2の補正処理部を有することを特徴とする。
さらに、前記家畜の個体識別を行う認証部を有し、前記認証部は、家畜に付したタグ、又は、暗視カメラによる耳標の読み取りにより個体識別を行うことを特徴とする。
さらに、前記家畜を検出する家畜検出処理部を有し、前記家畜検出処理部は、所定の場所への家畜の侵入を検出する、又は、所定の場所への家畜の接近、後退を検出することを特徴とする。
家畜(被測定体)の体調管理を行うためには、まず、家畜の体温を監視することが重要である。家畜の体温は一般的に直腸温で測定するが、本実施の形態では、直腸温と良好に対応する家畜の眼の温度を測定する。また、主に結膜を対象とすることもできる。
以下では、家畜として、牛(子牛)を例にして説明するが、豚、羊、山羊等、監視対象となる家畜の種類は限定されるものではない。
図1Aは、本発明の第1の実施の形態による家畜の体調監視装置の一構成例を示す機能ブロック図である。家畜の体調監視装置は、家畜の眼の温度を自動で測定し、体調を例えば遠隔から監視するための装置である。図1Aに示すように、家畜の体調監視装置Aは、例えば、畜舎内に設けられた赤外線サーモグラフィー1と、暗視カメラ2と、家畜の個体識別を行うための認証部3と、畜舎内の温度や外気温等の環境温度を測定する温度計4等のセンサ部と、これらの各機能部1〜4までと、インターフェイス部8を介して有線或いは無線等で接続され、装置全体を制御する、例えばパーソナルコンピュータ等の装置制御部5と、を有している。家畜の体調監視装置Aは、さらに、家畜の動きを制御する家畜制御装置15を有している。
尚、装置制御部5は畜舎外に設置されていても良い。
図3は、本実施の形態による家畜の体調を自動的に監視する処理の流れを示すフローチャート図である。まず、ステップS1(Start)において、処理が開始され、ステップS2において、家畜検出処理部11−1が家畜を検出する処理を行い、家畜が検出されたか否かを判定する。ステップS2において家畜が検出されると(Yes)、ステップS3に進み、温度測定処理部11−2が赤外線サーモグラフィー1により家畜の頭部側面の熱画像を測定する処理を行う。赤外線サーモグラフィー1より出力された熱画像は、装置制御部5内に一時的に蓄積される。この測定処理は、ステップS4において測定終了条件が満たされる(家畜が検出されなくなる)まで繰り返され、一連の熱画像群が蓄積される。ステップS4において測定終了条件が満たされると(Yes)、赤外線サーモグラフィー1による測定を終了し、ステップS5で、温度検出処理部11−3が、蓄積された熱画像群より、体調管理温度Taを検出する処理を行う。
Ta>Tb (1)
尚、通報を受けた畜主らは、例えば、直腸温の測定を含む2次診断を行ってもよい。
ステップS3においてメモリ等に一時的に蓄積された熱画像群の中から、家畜が赤外線センサの時定数より速く動く(顔を振る等)ことによって生じたピンボケ画像を選別するためには、各熱画像のコントラストを測定し、測定したコントラストに基づき画像選別処理部による処理、すなわち、画像コントラスト判定処理を行う。画像コントラストが設定した基準値に満たない場合は、画像がピンボケであると判定され、その画像は熱画像群の中から除外される。
Ta=Σ(Tmax_m)/N (2)
体調管理温度Taは、Tmax_mを平均化することで、時間軸におけるバラつきによる誤差を抑えることができる。体調管理温度Taを求めた後、一時的に蓄積された熱画像群は破棄され、体調管理温度Taがメモリ等に保存される。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、周囲の環境温度を考慮した体調管理温度の補正処理を含むものである。すなわち、環境温度に基づいて補正した体調管理温度を求める第1の補正処理部11aを設けたものである。図3のステップS5において体調管理温度を検出する際に、温度計4で環境温度Tambを測定する。そして、例えば、以下の式による補正を行う。
Tc=f1(Ta,Tamb) (3)
ここで、Tcは補正後の体調管理温度、Taは補正前の体調管理温度、Tambは環境温度、f1は環境温度による補正関数である。
1)家畜群に対して環境温度と体調管理温度の相関関係を示すデータベースを構築し、これらのデータをもとに家畜群に適用できる補正関数を算出し、用いることができる。この場合には、補正処理が簡略化される。
2) 1)とは異なり、家畜個体毎に環境温度と体調管理温度の相関関係を示すデータベースを構築し、これらのデータをもとに家畜個体毎に異なる補正関数を算出し、適用することもできる。この場合には、補正精度を向上することができる。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態は、周囲の環境温度を考慮した体調判定基準温度Tbの補正処理を含むものである。すなわち、環境温度に基づいて補正した体調判定基準温度Tbを求める第2の補正処理部11bを設けたものである。図3のステップS7において体調判定基準温度Tbを更新する際に、温度計4で環境温度Tambを測定する。そして、例えば、以下の式による補正を行う。
Td=f2(Tb,Tamb) (4)
ここで、Tdは補正後の体調判定基準温度、Tbは補正前の体調判定基準温度、Tambは環境温度、f2は環境温度による補正関数である。
1)家畜群に対して環境温度と体調判定基準温度との相関関係を示すデータベースを構築し、これらのデータをもとに家畜群に適用できる補正関数を算出し、用いることができる。この場合には、補正処理が簡略化される。
2) 1)と異なり、家畜個体毎に環境温度と体調判定基準温度との相関関係を示すデータベースを構築し、これらのデータをもとに家畜個体毎に異なる補正関数を算出し、適用することもできる。この場合には、補正精度を向上することができる。
図1Aに示す認証部3について説明する。認証部3は、家畜の個体識別を行う。認証部3は、例えば、家畜個体毎にRFID(タグ)を取り付けて、リーダにより読み取る方法、又は、暗視カメラにより耳標を読み取る方法等を用いることができる。
以下において、上記の実施の形態による監視装置を用いて、自動で子牛の体調監視を行った結果について説明する。
図6は、パラインフルエンザウイルス感染子牛を対象に、直腸温の経時的変化(図6(a))と、赤外線サーモグラフィーによる体調管理温度の経時的変化(図6(b))のそれぞれを測定し、比較した図である。縦軸は温度、横軸は、感染後経過日数(dpi)である。両者の測定結果を解析したところ、図6に示すように、感染子牛、コントロール(非感染)子牛共に、直腸温と体調管理温度とは、良好な対応関係にあることがわかった。また、感染子牛1(2)および感染子牛2(3)はそれぞれ7dpi、8dpiにおいて、直腸温、体調管理温度共にそれまでの経過とは異なる高温値を示した。すなわち、それぞれの個体はこれらの時点においてウイルス感染に伴い発熱していたことを表している。
従って、家畜の体調管理のための監視を簡便且つ効率よく行えるという利点を有する。
Claims (14)
- 赤外線サーモグラフィーと、家畜の頭部側面を測定することができる状態に家畜の動きを制御する家畜制御装置と、前記赤外線サーモグラフィーにより取得される温度データに基づいて家畜の体調判定を行う情報処理部とを有し、
前記情報処理部は、家畜の頭部側面の表面温度を前記赤外線サーモグラフィーにより測定する処理を行う温度測定処理部と、
前記温度測定処理部により測定された前記頭部側面の表面温度より体調管理温度を検出する温度検出処理部と、
前記体調管理温度と、対象となる家畜の体調を判定する基準となる体調判定基準温度であって、体調の良・不良の判定において一定期間正常であるとみなされた場合の前記体調管理温度の前記一定期間の平均値に基づいて更新される体調判定基準温度と、の比較により、体調の良・不良を判定する体調管理部と、
前記体調判定基準温度を、環境温度に基づいて補正する処理を行う体調判定基準温度補正処理部と、
を有することを特徴とする家畜の体調監視装置。 - 前記家畜制御装置は、
家畜の動きを制御する家畜収容部内に給餌装置又は給水装置又は搾乳装置を設けた請求項1に記載の家畜の体調監視装置。 - 前記家畜収容部に家畜が入ったことを検出する認証部を有し、
前記情報処理部は、前記認証部により前記家畜収容部に家畜が入ったことを検出すると、家畜の頭部側面を前記赤外線サーモグラフィーにより測定する処理を開始する請求項2に記載の家畜の体調監視装置。 - 前記家畜が給餌又は給水又は搾乳されていることを検出するセンサを有する請求項3に記載の家畜の体調監視装置。
- 前記家畜収容部への家畜の接近と後退とを検出し、検出している間のタイミングにおいて家畜が前記家畜収容部内で動きが制御されていると判定する請求項2から4までのいずれか1項に記載の家畜の体調監視装置。
- 家畜は哺乳される家畜であり、
前記家畜制御装置は、
哺乳により家畜の動きを制御する家畜収容部内に設けられた哺乳装置を含む
請求項1に記載の家畜の体調監視装置。 - 前記哺乳装置は、
粉ミルク貯蔵部と、粉ミルクを溶かしてミルクを作成するミルク作成部と、前記ミルク作成部で作成したミルクを、家畜収容部に入った家畜に提供する哺乳部とを有する
請求項6に記載の家畜の体調監視装置。 - 前記温度検出処理部は、
一時的に蓄積された前記赤外線サーモグラフィーによる熱画像群の中から、前記各熱画像のコントラストを測定し、測定したコントラストに基づいて前記熱画像を選別する画像選別処理部を有することを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項に記載の家畜の体調監視装置。 - 前記温度検出処理部は、
前記赤外線サーモグラフィーによる各熱画像の中の一定範囲内の画素の中から、最高温度を示す画素の温度を抽出する処理を行うことを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項に記載の家畜の体調監視装置。 - 前記温度検出処理部は、
前記家畜制御装置が家畜の動きを制御している間の最高温度を平均化する処理を行うことを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項に記載の家畜の体調監視装置。 - さらに、
前記家畜の個体識別を行う認証部を有し、
前記認証部は、家畜に付したタグ、又は、暗視カメラによる耳標の読み取りにより個体識別を行うことを特徴とする請求項1から10までのいずれか1項に記載の家畜の体調監視装置。 - さらに、
前記家畜を検出する家畜検出処理部を有し、
前記家畜検出処理部は、所定の場所への家畜の侵入を検出する、又は、所定の場所への家畜の接近、後退を検出することを特徴とする請求項1から11までのいずれか1項に記載の家畜の体調監視装置。 - 監視対象となる家畜を検出する家畜検出処理ステップと、
家畜の頭部側面を測定することができる状態に家畜の動きを制御する家畜制御ステップと、
赤外線サーモグラフィーにより取得される温度データに基づいて家畜の体調判定を行う情報処理ステップと、を有し、
前記情報処理ステップは、家畜の頭部側面の表面温度を前記赤外線サーモグラフィーにより測定する処理を行う温度測定処理ステップと、
前記温度測定処理ステップにより測定された前記頭部側面の表面温度より体調管理温度を検出する温度検出処理ステップと、
前記体調管理温度と、対象となる家畜の体調を判定する基準となる体調判定基準温度であって、体調の良・不良の判定において一定期間正常であるとみなされた場合の前記体調管理温度の前記一定期間の平均値に基づいて更新される体調判定基準温度と、の比較により、体調の良・不良を判定する体調管理ステップと、
前記体調判定基準温度を、環境温度に基づいて補正する処理を行う体調判定基準温度補正処理ステップと、
を有することを特徴とする家畜の体調監視方法。 - コンピュータに、請求項13に記載の家畜の体調監視方法を実行させるための家畜の体調監視プログラム。
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Halachmi et al. | 6.4. Discussion: PLF for automatic detection of animal health in cows |
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